Аллю́вий ( — «нанос», «намыв») — несцементированные отложения постоянных водных потоков (рек, ручьёв), состоящие из обломков различной степени окатанности и размеров (валун, галька, гравий, песок, суглинок, глина). Гранулометрический и минеральный состав и структурно-текстурные особенности аллювия зависят от гидродинамического режима реки, характера пород, которые намываются, рельефа и площади водосбораАллювий / Геологический словарь.— : Недра, 1978. Дельты рек полностью состоят из аллювиальных отложений и являются аллювиальными конусами выносаДельты — модели для изучения. Пер. с англ. / Под ред. М. Бруссард. — : Недра, 1979. — 323с.. Наличие аллювиальных отложений в разрезе является признаком континентального тектонического режима территории.
Термин
Аллювиальные отложения были впервые выделены в отдельный тип английским геологом Уильямом Баклэндом в 1823 годуWilliam Buckland Reliquiae Diluvianae: or, observations on the organic remains contained in caves, fissures and diluvial gravel and on other geological phenomena, attesting the action of an universal deluge (1823). В Российской империи термин «аллювий» впервые употребил известный геолог-почвовед Василий Докучаев в 1878 годуДокучаев В. В. Способы происхождения речных долин Европейской России. — , 1878. С тех пор сохранилась традиция называть все новые континентальные отложения, образованные в голоценовую эпоху, аллювием, хотя это не совсем правильно, поскольку известны элювиальные лёссы, пролювиальные конусы выноса, делювиальные «плащи» и т. д.
Образование и распространение Образование аллювия происходит в результате непрерывного взаимодействия динамического водного потока с руслом: при врезании (донная и боковая эрозия) и аккумуляции осадков. Под действием потока воды русло непрерывно переформируется, испытывая деформации трёх типов: вертикальные (понижается в результате глубинной эрозии или поднимается за счёт аккумуляции) горизонтальные (изменение русла в плане под действием боковой эрозии — приводит к размыву берегов, расширению речной долины и образованию поймы) продольные (миграция русловых наносов приводит к образованию в русле неровностей — перекатов, отмелей, островов и др.).
Ведущим фактором в формировании аллювиальных отложений является гидродинамика водных потоков. Масса воды и скорость течения определяют кинетическую энергию и транспортные характеристики потока. Речные водные потоки переносят обломочный материал в виде взвешенных и волочильных наносов. Во взвешенном состоянии транспортируются частицы диаметром менее 0,2 мм, большие — волочением по дну. Способ движения грубого обломочного материала по дну называется сальтацией — скачкообразное перемещение зёрен материала под действием несущей среды. Так, при скорости придонного течения 0,16 м/с по дну передвигается мелкий песок, 0,22 м/с — грубозернистый песок, а при 1 м/с транспортируется мелкая галька.
Континентальные аллювиальные отложения составляют речное ложе, пойму и террасы речных долин. Аллювий играет важную роль в геологическом строении большинства континентальных осадочных формаций.
Аллювиальные отложения рек образуются и мигрируют: во время отложения в русле и прирусловых валах (барах) обломочного материала, размытого водным потоком выше по течению; во время наводнения или паводка, когда река выходит за пределы береговых уступов, и глина, ил и мелкий песок оседают по всей поверхности поймы (формирование пойменной фации) во время миграции речных меандров и образовании аллювиальных отложений вслед за прирусловой отмелью луга, которая смещается вдоль его внутреннего берега.
Количество тонкозернистого обломочного материала, который переносится реками (твёрдый сток), достигает больших значений: в случае с Миссисипи годовой объём твёрдого стока оценивается в 406 млн т., Хуанхэ — 796 млн т.Dill, William A. Inland fisheries of Europe . Rome, Italy: UN Food and Agriculture Organization, 1990. ISBN 92-5-102999-7, Амударья — 94 млн т; Дунай — 82; Кура — 36; Волга и Амур — по 25, Обь и Лена — по 15, Днестр — 4,9; Нева — 0,4 млн т.Твёрдый сток / словарь терминов, сайт Института географии РАН. Соответственно, мощность аллювиальных отложений в дельтах таких рек, как Миссисипи, Нил, Амазонка, Конго, Хуанхэ, Волга и др., составляет сотни и тысячи метров, а объёмы — десятки и сотни км³ терригенного материала. В целом, летний твёрдый сток всех рек составляет около 17 гигатонн, что на порядок больше, чем выносится с континентов ледниками или ветромЧистяков А. А., Макарова Н. В., Макаров В. И. Четвертичная геология. Учебник. — С. 68.. Почти 96 % этого объёма оседает в дельтах и на континентальном шельфе.
Классификации
Изучением и классификацией аллювиальных отложений занимались такие известные исследователи четвертичной геологии, как Е. В. Шанцер, В. Т. Фролов, Ю. П. Казанский, И. П. Карташов, В. Ламакин, Н. И. Маккавеев, и другие. В целом, континентальные аллювиальные отложения классифицируют по генезису (горных и равнинных рек), фациальной принадлежности (русловой, пойменный и старичный), фазами формирования, формами аллювиальных тел и т. д. Классификация аллювия по фазам формирования была разработана ещё в Советском Союзе так называемой «школой советской геологии», а классификация аллювиальных отложений по морфологическим формам была разработана и широко применялась геологами Западной Европы и США, в частности Х. РедингомОбстановки осадконакопления и фации / Под ред. Х. Г. Рединга, Дж. Д. Коллинсона, Ф. А. Аллена и др. Т. 1. — : Мир, 1990. — 351 с. — ISBN 5-03-000924-8..
По генезису
В зависимости от гидрологического режима реки, обусловленного климатом, тектоникой и рельефом земной поверхности, аллювиальные отложения разделяют на два основных генетических типа: аллювий горных рек и аллювий равнинных рек. Аллювий равнинных рек существенно отличается от аллювия горных, что позволяет легко различать древние аллювиальные отложения и создавать палеогеографические реконструкции. К отдельным типам относят аллювий временных (пересыхающих) рек аридного климата и отложения перигляциального аллювия.
Аллювий горных рек
Горные реки текут с большой скоростью, их аллювий представлен валунами и галькой (русловой аллювий). Пойменный аллювий почти полностью отсутствует либо имеет небольшую мощность и ограниченное распространение. Чаще всего он встречается на расширенных участках долины и представлен крупнозернистыми песками и супесями, которые залегают на русловых галечниках. Однако мощности пойменного аллювия Черемоша в пределах Покутских Карпат достигают 30—35 м, что предположительно свидетельствует о периодической смене колебательных неотектонических движений региона.Гофштейн И. Д. Неотектоника Карпат. — : изд-во АН УССР, — 1964. — С. 146.
Мощности горного аллювия изменяются от нескольких метров до нескольких километров. Для аллювиальных отложений горных рек характерны следующие признакиЧистяков А. А. Горный аллювий. — : Недра, 1978. — 287 с.: грубообломочный материал с преобладанием галечника (галька, гравий, валуны) полимиктовый (обломки представлены более, чем двумя минералами) состав с весьма непостоянным соотношением основных породообразующих компонентов слабая сортировка материала отсутствие чёткой слоистости
Аллювий равнинных рек
Равнинные реки характеризуются меньшей скоростью течения, более выработанным профилем и меньшей динамической силой потока, не способной удерживать во взвешенном состоянии и переносить на большие расстояния грубообломочный материал.
Для аллювия равнинных рек характерны другие признаки: мелкообломочный материал с преобладанием песка и супеси значительно однородный минеральный состав, вплоть до олигомиктового (при размыве осадочных пород) хорошая сортировка обломочного материала грубая косая слоистость, которая постепенно переходит в верхних горизонтах в мелкую косую слоистость.
В долинах и горных, и равнинных рек вниз по течению размерность обломочного материала постепенно уменьшается, и увеличивается степень сортировки псаммитовых осадков. Одновременно может ухудшаться сортировка мелкообломочных и алевритовых осадков.
По фациям По фациальным признакам аллювиальные отложения равнинных рек разделяют на три основные группы фаций (или макрофации) — русловую, пойменную и старичнуюХолмовой Г. В. О фациальніх типах перигляционного аллювия равнинных рек // Вестн. Воронеж. ун-та. — Сер. Геология. — 2000. — Вып. 5(10). — С. 38—41.. Эта классификация разработана в основном для аллювиальных отложений четвертичного периода и частично — неогена. Для древних аллювиальных отложений (меловых, юрских, карбоновых, девонских) разделение аллювия на русловой и пойменный не всегда возможно и часто фациальная дифференциация явно отсутствуетХолмовой Г. В. О влиянии на строение аллювия различных стадий перигляциального режима // Бюл. Комиссии по изучение четвертичного периода. — 1988. — № 57. — С. 90—100..
Русловая
Эта группа фаций речного аллювия составляет мели, острова и косы. В равнинных реках она представлена хорошо отсортированным песчаным материалом с грубой косой слоистостью, которая во время межени обычно перекрывается более тонким материалом (слои и линзы заиливания). Горный русловой аллювий представлен в основном плохо сортированной галькой и валунами различной окатанности с песчано-гравийным заполнителем. В равнинных реках к русловой группе фаций относят следующие фации: субстративную, или фацию размыва; фацию пристрежневой зоны; фацию прирусловой мели; фацию перекатов; перлювиальную; фацию аллювиально-делювиальную; фацию аллювиально-пролювиальную (внутренних дельт) фацию карстово-аллювиальную
Пойменная Отложения этой группы фаций формируются во время наводнения и паводка. Пойменный аллювий перекрывает маломощным (0,5—1 м) чехлом русловой аллювий. Для отложений этой аллювиальной макрофации характерна меньшая сортировка псаммито-алевритовых осадков с характерной слоистостью ряби волн и течений, текстурами взбалтывания. Преобладают супеси и суглинки с прослойками и линзами разнозернистого песка с остатками обломков деревьев и растений. Как правило, пойменная макрофация имеет меньшую мощность, чем русловая, хотя для рек с частыми наводнениями может быть и наоборот. В пойменных аллювиях выделяют три основные фации, в зависимости от его формирования: прирусловая (внешняя) — составлена из наиболее крупнозернистого материала с плохой сортировкой за счёт резкого изменения скоростей суспензионного потока. Это преимущественно крупнозернистые плохо сортированные пески различного минерального состава, которые формируют ядра и склоны прирусловых валов. центральная — составлена тонким суглинисто-супесным материалом меньшей, чем у прирусловой, мощности. Часто осадки имеют зеленовато-серый цвет из-за седиментации в застойных условиях, или чёрный — из-за наличия гумуса и торфообразования. Чёткую границу между прирусловой и центральной пойменными фациями установить невозможно, переход по латерали постепенный. притеррасная (внутренняя) — фация самой нижней части поймы, которая составлена тонкими глинами и имеет, как правило, наименьшую мощность. В разрезе отложений этой фации часто присутствуют слои погребённых аллювиальных почв.
Кроме того, в рамках пойменной макрофации выделяют ещё фации наложенной поймы, внутренних дельт, и балочные фации.
Старичная Аллювиальные отложения этой макрофации образуются в старицах и временных речных руслах. По своим признакам они весьма похожи на озёрные отложения — глины, суглинки, торф и часто представлены в форме линз среди русловой фации. Основную массу старичного аллювия составляют тонкозернистые глинистые осадки с чёткой горизонтальной слоистостью и характерным большим количеством рассеянного органического вещества. В разрезе отложений старичного аллювия выделяют три горизонта, или фации, соответствующие трём этапам развития старицы: проточный (нижний): фация сезонного заиления — составлена чередованием тонкозернистых песков, супесей и суглинков, которые образовались во время периодического обновления стока старым руслом во время наводнения или паводка.