Речные террасы

На склонах многих речных долин выше уровня поймы можно наблюдать выровненные площадки различной ширины, отделен­ные друг от друга более или менее четко выраженными в рельефе уступами. Такие ступенеобразные формы рельефа, протягивающиеся

вдоль одного или обоих склонов долины на десятки и сотни ки­лометров, в строении которых принимают участие аллювиальные отложения, называют речными террасами (рис. 85). Террасы сви­детельствуют о том, что когда-то река текла на более высоком гипсометрическом уровне и что они являются ничем иным, как древними поймами, вышедшими из-под влияния реки в резуль­тате глубинной эрозии. Причин, ведущих к образованию террас, много, главные из которых рассмотрим ниже.

1. Как известно, живая сила потока зависит (при прочих равных условиях) от массы воды. Если в бассейне реки климат изменяется в сторону увлажнения и река становится более полноводной, возрас­тает ее эрозионная способность. Происходит нарушение устано­вившегося ранее равновесия между размывающей способностью реки и сопротивлением пород размыву. Река начинает углублять свою долину, вырабатывать новый профиль равновесия, соответ­ствующий новому режиму. Прежняя пойма выходит из-под влия­ния реки и превращается в надпойменную террасу. Так как транспортирующая и эрозионная способности потока растут в большей степени, чем расход воды, интенсивность глубинной эрозии увеличивается вниз по течению. В низовьях реки глубин­ная эрозия ограничивается положением базиса эрозии, поэтому максимум ее наблюдается в среднем течении реки. В результате образуется терраса хордового типа (рис. 86, А).

2. Другой причиной образования террас является изменение по­ложения базиса эрозии. Представим себе, что уровень бассейна, в который впадает река, понизился. В результате река, которая в низовьях отлагала материал, начнет врезаться в собственные от­ложения и вырабатывать новый профиль равновесия, соответ­ствующий новому положению базиса эрозии. Врез от устья будет распространяться вверх по течению реки до того места, где преж­ний уклон продольного профиля настолько значителен, что его увеличение, вызванное регрессивной эрозией, практически не бу­дет сказываться на эрозионной способности реки. В конечном счете на месте прежней поймы образуется терраса, относительная высота которой вверх по реке убывает (рис. 86, В). Водопады и пороги в долине реки могут приостановить продвижение регрес­сивной эрозии и ограничить протяженность террасы.

Следует подчеркнуть, что река при понижении базиса эрозии будет врезаться лишь в том случае, если ее уклон в нижнем тече­нии меньше уклона освобождающегося из-под воды дна прием­ного бассейна. В противном случае понижение базиса эрозии

Рис. 86. Врезание реки и образо­вание хордовой террасы вследст­вие увеличения расхода воды (А); образование хордовых террас в результате преимущественного под­нятия верховьев речного бассей­на (Б) (длина направленных вверх стрелок означает различие ско­ростей поднятия); образование террас при понижении базиса эрозии (В) (стрелка показывает направление изменения уровня моря); 1, 2, 3, 4 — последова­тельные положения продольного профиля. Сплошная жирная ли­ния — профиль поймы реки, пунк­тирные линии — профили террас

приведет к интенсивной аккумуляции несомого рекой материала вследствие удлинения русла и уменьшения уклона продольного профиля.

3. Образование террас может быть связано с эпейрогеническими движениями. Эпейрогеническое поднятие территории, по которой протекает река, приводит к увеличению уклонов, а следователь­но, и усилению эрозионной способности реки. Река начинает уг­лублять свою долину, ее прежняя пойма постепенно превращает­ся в надпойменную террасу, которая по своему типу также явля­ется хордовой; относительная высота ее имеет максимум в сред­нем течении реки (рис. 86, Б). Если низовье реки остается ста­бильным или опускается, а на остальной части бассейна, испы­тывающей поднятие, река врезается, то образуются ножницы тер­рас, на погружающейся территории ранее образованные террасы оказываются погребенными под более молодыми аккумулятивны­ми толщами (рис. 87).

Рис. 87. "Ножницы" террас: 1, 2, 3 — соответствующие уровни "дневных" (наблюдае­мых в рельефе) и погребенных террас. Стрелками показано направление тектонических движений

Описанные процессы могут повторяться или накладываться друг на друга, поэтому количество террас в долинах разных рек и в разных частях долины одной и той же реки может быть различ­ным. Изучение строения террас, их количества, изменения высоты одной и той же террасы вдоль долины реки позволяет выяснить причины их возникновения, а следовательно, восстановить историю развития территории, по которой протекает река.

Относительный возраст морфологически выраженных террас определяется их положением по отношению к меженному уров­ню воды в реке: чем выше терраса, тем она древнее. Счет террас ведется снизу — от молодых к более древним. Самую низкую террасу, возвышающуюся над поймой, называют первой надпой­менной террасой. Выше располагается вторая надпойменная терраса и т.д. У каждой террасы различают площадку, уступ, бровку и ты­ловой шов (см. рис. 85).

Террасы могут быть эрозионными, эрозионно-аккумулятивными (цокольными) и аккумулятивными. Более или менее просто опре­деляются аккумулятивные террасы по очень большой мощности аллювия, достигающей нескольких десятков и даже сотен метров. Это намного больше нормальной мощности аллювия, которая даже у крупных современных рек редко превышает 20—30 м. Опре­деление генетической категории террас (эрозионные, эрозионно-аккумулятивные) осложняется тем, что в отличие от современной нормальную мощность древнего аллювия непосредственно опре­делить нельзя. Только ряд косвенных признаков (соотношение фаций древнего аллювия, его состав, рельеф коренного ложа и др.) позволяет судить об эрозионном или эрозионно-аккумулятивном генезисе изучаемых террас. У эрозионных террас аллювий имеет незначительную мощность, представлен преимущественно русло­вой фацией, ложе аллювия (поверхность цоколя) наклонено в сто­рону бровки террасы. У эрозионно-аккумулятивных террас хорошо развиты все фации аллювия, поверхность цоколя горизонтальная. Цоколь террас может быть скрытым, когда она находится ниже меженного уровня, и открытым, когда лежит выше межени и в под­мываемых берегах выходит на дневную поверхность (см. рис. 85). Он может быть сложен дочетвертичными породами (часто их на­зывают коренными), различными (не аллювиальными) генетически­ми типами четвертичных отложений и, наконец, аллювием более древних террас.

При наличии нескольких террас соотношение их между собой в поперечном профиле долины может быть разным. Различают террасы наложенные, вложенные и врезанные. Различие в соот­ношении террас вместе с динамическими типами аллювия харак­теризуют развитие эрозионно-аккумулятивной деятельности рек при формировании долин.

Наложенные террасы состоят из налегающих друг на друга раз­новозрастных аллювиальных толщ (рис. 88, а), так что верхняя молодая терраса — "дневная", а более низкие (и более древние) — погребенные. Такие террасы образуются в результате преобладания аккумулятивной деятельности реки.

Вложенные террасы — все "дневные". Образуются в результате чередования эрозионной и аккумулятивной деятельности рек или сокращения нормальной мощности аллювия. Основания аллюви­альных толщ вложенных террас могут располагаться на разной высоте или на одном уровне (рис. 88, б, в).

Врезанные террасы — дневные, их аллювий полностью или час­тично прислонен к породам цоколя более высоких террас (рис. 88, г). Образуются в результате преобладания глубинной эрозии рек.

Рис. 88. Типы соотношения реч­ных террас и отвечающие им фазы развития долины. М — нормальная мощность аллювия {по А.И. Спи­ридонову)

Различают также террасы цикловые, образующиеся в результате перестройки вы­работанного или относитель­но выработанного продоль­ного профиля реки. Их обо­собление происходит в связи с изменением общих, чаще всего тектонических или климатических, условий на большой территории, т.е. цикловые террасы характе­ризуют крупные этапы, или циклы, в развитии долины. Вместе с ними в долинах встречаются и так называе­мые локальные террасы, ко­торые возникают в результате локальных изменений продольного профиля эндогенными или экзогенными процессами: образования складки или разрывного нарушения на каком-то участке реки, подпруживания реки лавовым потоком, обвалом или конусом вы­носа бокового притока и др. Цикловые террасы прослеживаются по всей долине или на большей ее части, локальные террасы харак­теризуются небольшой протяженностью, изменчивостью строения и морфометрических показателей.

Чтобы определить возраст террасы, необходимо тем или иным способом определить возраст (абсолютный или относительный) слагающего ее аллювия.

Каждая терраса раньше была поймой, поэтому на ней встреча­ются те же формы рельефа, что и на пойме. Однако они выражены обычно менее четко в связи с воздействием последующих экзо­генных агентов. Поверхность террас часто наклонена в сторону реки за счет снижения (размыва) прибровочной части и повыше­ния внутреннего края в результате накопления материала, сно­симого со склонов, к которым примыкает терраса. Поэтому при определении относительной высоты террас следует ориентиро­ваться на те участки ее поверхности, которые менее всего были затронуты последующими процессами.

В долинах рек наблюдаются и псевдотеррасы, имеющие лишь внешнее сходство с "истинными" речными террасами. К их числу относятся упоминавшиеся выше структурные террасы, крупные блоки оползней, подмытые конусы выноса временных водотоков, а также боковые морены отступивших горных ледников и плечи троговых долин (см. гл. 16).

Изучение морфологии и строения речных террас имеет не толь­ко научный интерес, о чем говорилось выше, но и большое прак­тическое значение. Реки, размывая горные породы, одновременно размывают и рудные образования, заключенные в этих породах. Большая часть ценных компонентов исчезает в процессе транс­портировки рекой (истирается, растворяется, рассеивается, вы­носится в акватории приемных бассейнов). Меньшая часть их задерживается в долине в аллювиальных отложениях. При благо­приятных условиях может возникать скопление тех или иных ми­нералов — аллювиальных россыпей. К числу характерных минералов аллювиальных россыпей относятся главным образом тяжелые и устойчивые, такие, как алмаз, золото, платина, касситерит, мине­ралы, содержащие вольфрам, и некоторые другие.