Гравитационные процессы

       Селевые потоки образуются чаще всего во время или после сильных ливней в условиях континентального климата. Выносы селевых потоков могут заполнять предгорные и межгорные впадины, образуя многометровые толщи рыхлых грубообломочных  отложений. Некоторые сели были вызваны землетрясениями.

       На склонах действующих вулканов возникают грязекаменные потоки, сходные с селевыми. Они обусловлены ливневыми дождями или талыми водами льда и снега, часто следующими за извержением. Эти потоки воды захватывают рыхлые вулканические породы, лежащие на склоне. Такие вулканические грязекаменные потоки называют лахарами (рис.6) Лахар – вязко-пластичный оползень-поток, спровоцированный вулканическим извержением, когда под действием вулканического тепла или магмы происходит внезапное таяние снега у вершины вулкана, разжижаются тонко-дисперсные пепловые накопления на склонах и затем они в виде вязко-пластичной массы устремляются вниз.

 

 

Рис. 6  Лахары

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПОДВОДНО - ГРАВИТАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ

 

 

            Под этими явлениями понимают процессы перемещения материала на морском дне. На подводных обрывистых склонах могут образовываться обвалы. На относительно крутом склоне осадки начинают оползать вод влиянием собственного веса, создавая оползневые формы, близкие к поверхностным. Обвалы берегов и оползневые тела,- спускающиеся с берега в море, создают дополнительную нагрузку на морские осадки, вызывая или ускоряя их оползание. Подводные оползни (Рис.7) могут охватывать весь склон или перемещаться по подводным каньонам, ложбинам стока. Очень широко развито на дне морей и океанов селеподобное перемещение обломочного материала как терригенного, поступающего с суши, так н аутигенного, образовавшегося в море. Весь этот материал, насыщенный водой, движется вблизи дна в виде мутьевых потоков.

 

Рис.7. Схема образования оползневых тел в подводных каньонах

1 - неконсолидированные осадки; 2 - "бронирующая" глинистая толща; 3 -флюидонасыщенная песчано-глинистая толща; 4 - переслаивающиеся осадки с захороненным органическим веществом; 5 - газовые просачивания;

6 - листрические сбросы и трещины отрыва; 7 - региональные разломы; 8 - оползневые тела.

 

 

 

ВОДНО-СКЛОНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ

        Водно-склоновые процессы связаны с проявлением плоскостного смыва продуктов выветривания и разрушением склонов мелкими временными струями воды. Оба эти процесса очень тесно связаны и обычно рассматриваются вместе как процесс склонового смыва. Поскольку важным результатом его является образование делювиальных отложений, его называют также делювиальным процессом. Кроме того на склонах периодически образуются и более крупные ручьи. Возникает другая форма смыва – склоновая эрозия или мелкоовражный размыв.

   Склоновый смыв обусловлен деятельностью дождевых и, талых снеговых вод, стекающих по поверхности склонов. Наиболее интенсивно он протекает в условиях слабого развития растительности в областях семиаридного климата. Деятельность текучих вод на склонах принимает различные формы в зависимости от крутизны склона. На пологих склонах с уклоном до 50 проявляется плоскостное действие текущей по поверхности воды без каких-либо русел. Перемещается только самый мелкий материал, так как мощность струек крайне невелика. На более крутых склонах разрушительная способность струек воды возрастает, в связи с чем они начинают врезаться в поверхность склона. Возникает струйчатый, или мелкорытвинный смыв. Постоянное перемещение мелких рытвинок вызывает в целом плоскостное разрушение склона, общее и равномерное понижение его поверхности. Следовательно, обе описанные формы стока ведут к плоскостному смыву. Верхняя часть склона при этом разрушается, нижняя — погребается в продуктах выноса. Переносимый материал откладывается, попадая на более пологие участки склона, образуется аккумулятивный шлейф, верхний край которого поднимается вверх по склону, способствуя его выравниванию. Процесс ведет, таким образом, к выполаживанию склонов, к сглаживанию и срезанию выпуклостей. Однако в зависимости от прочности пород это происходит очень неравномерно. Прочные горные породы значительно медленнее разрушаются и обычно образуют выступы, слабые наоборот — выполаживаются быстрее. Здесь создаются ложбины с более пологим скатом. В ослабленных сильно трещиноватых зонах развиваются более глубокие рытвины. В условиях еще более крутых склонов с уклоном 20—300 сток концентрируется лишь по немногим более крупным рытвинам, быстро перерастающим в промоины и в мелкие овраги. Развивается склоновая эрозия. В особенности большое значение приобретает она на горных склонах, где овражное расчленение становится основным процессом их разрушения. Интенсивность склонового смыва в большой степени зависит от процессов выветривания, рыхлые продукты которого удаляются смывом. Денудационные формы рельефа, возникающие при склоновом смыве, очень разнообразны. На равнинах в однородных породах образуются сглаженные склоны смыва, очень постепенно переходящие в водораздельные равнины. При неравномерной прочности пород присутствуют останцовые выступы и ложбины стока — делли. Все эти денудационные формы бывают обычно скрыты маломощным покровом элювия и делювия и постепенно сливаются с рельефом аккумулятивного шлейфа в нижней части склона. В результате склоновой эрозии образуются рытвины, промоины, мелкие овраги. Все они направлены по линии наибольшего ската, очень слабо извилисты в плане. Характерно снижение высоты бортов этих ложбин вниз по склону до их полного исчезновения и почти прямая или слабо вогнутая форма продольного профиля. В нижней части склонов и у подножий образуются аккумулятивные делювиальные шлейфы. Они имеют плоскую поверхность, полого спускающуюся ко дну долины, и отличаются слабо вогнутым поперечным профилем (рис. 8). В начальной стадии склонового смыва более активно развиваются отдельные конусы выноса, образующиеся в устьях более крупных рытвин и промоин.

 

 

 

 

 

Рис. 8 Строение делювиального шлейфа: а — склон смыва; б —делювиальный шлейф; фация: 1— присклоновая, II—срединная, III—низовая 

 

Однако они быстро погребаются в общем едином аккумулятивном шлейфе. Образующиеся при этом делювиальные отложения или делювий были впервые выделены как особый генетический тип А.П. Павловым в 1890 г. Делювий представляет собой отложения склонов и их подножий, возникшие в процессе плоскостного смыва при действии непостоянных безрусловых струек дождевых и талых вод. Он характеризуется мелкоземистостью, местами тонкой наклонной слоистостью, а также плащеобразным залеганием. В составе делювия преобладают суглинки и супеси, в большей или меньшей степени обогащенные песком, а иногда дресвой или даже мелким щебнем. Сортировка материала выражена слабо. Она осуществляется за счет того, что вода уносит дальше более мелкие частицы, а также в результате неравномерности стока. Сильные ливни вызывают снос значительно более крупных частиц. В связи с этим характер материала меняется. В строении делювия выделяются три фации (рис. 10):

• присклоновая (I), обогащенная более крупным обломочным материалом
• срединная (II), отличающаяся более отчетливой слоистостью, связанной с неустойчивым тут режимом стока
• периферическая или низовая (III), сложенная наиболее тонким материалом.

 

 Слоистость в делювии  имеет наклон параллельно поверхности  шлейфа. Выражена она прослойками  песчано-дресвяного материала или  чередованием суглинков разного  тона окраски и разного механического  состава. Мощность делювия в верховой  части шлейфа очень мала (1—2 м), затем резко увеличивается, и  над погребенной подошвой склона  достигает максимума (10—15 м), а в  низовой части шлейфа уменьшается  до нуля. При одновременном накоплении  делювия и пойменного аллювия  низовая часть шлейфа редуцируется  и делювиальные отложения средней  части шлейфа фациально переходят  в аллювий. Делювий имеет площадное  распространение. Он не связан  с линейными (русловыми) потоками. В  этом его коренное отличие  от других водных отложений  — аллювия и пролювия. С делювиальными  отложениями связаны склоновые россыпи, образующиеся в результате отмыва более тяжелых и трудно разрушаемых минералов, остающихся на месте. В зависимости от формы и положения рудного тела россыпи могут быть поперечными или продольными к склону. Эти россыпи, как правило, не имеют промышленного значения, но указывают на положение коренных руд. Такую же роль играет делювиальный снос продуктов выветривания рудных тел. Делювий широко распространен на равнинах, но встречается и в горах, где он приурочен к более пологим склонам. В горах характерно его смешение с другими генетическими типами отложений — с осыпями, с пролювием и т. д. Иногда они картируются под общим названием «коллювия», т. е. отложений подножий. Недопустимо называть эти смешанные отложения делювием, так как они резко отличаются от делювия по своим инженерно-геологическим свойствам. В результате склоновой эрозии образуется склоновый пролювий —отложения мелких конусов выноса у устьев промоин на склоне. Он сложен дресвой и щебнем в обильном землисто-суглинистом цементе.    

 

      Конусы выноса сближенных промоин постепенно сливаются и вместе с делювием образуют единый шлейф коллювия смыва. В целом делювиальные склоны характеризуются очень сглаженными выпукло-вогнутыми формами с широким развитием в равнинных условиях аккумулятивных шлейфов. Образование делювия ведет к смягчению форм и общему выполаживанию рельефа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГРАВИТАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ НА СКЛОНАХ

 

       Главной причиной возникновения гравитационных процессов является потеря устойчивости склонов под действием различных природных и техногенных процессов. Обвалы и осыпи формируются преимущественно в горных районах, сложенных крепкими породами. Обвальные и осыпные отложения у подножья склонов называются коллювием. Оползни (Рис.9 и Рис.10) – скользящее смещение массива горных пород вниз по склону без нарушения его внутреннего строения. Этому способствует обводненность пород и наличие водоупорного слоя, играющего роль «смазки».

 

 

Рис. 9. Схематический разрез оползня

А – верхняя зона, Б – нижняя зона, В – зона брекчирования.

 

 

 

 

 

Рис. 10 – Схема строения сложного оползня

 

Дл - деляпсивная часть ополозня, Дт - детрузивная часть ополозня, Бв - бугор выпирания, Обт - оползневые брекчии трения, Обо - отложенные оползневые брекчии поточного типа; II - крупноблоковые оползни первой стадии, II - малые блоковые оползни второй стадии, III - поточный оползень третьей стадии.

 

Причинами образования оползней могут быть:  
 
1) быстрое возникновение крутых склонов (например, при подмыве их рекой, морем);  
 
2) присутствие водоносных и водоупорных (глинистых) слоев, обусловливающих повышение влажности пород и тем самым уменьшающих внутреннее трение с возникновением поверхностей облегченного скольжения, по которым и происходит срыв вышележащего блока;  
 
3) геологическое строение — расположение слоев, крупных тектонических трещин и в особенности наличие глинистых пород, пластичность которых резко возрастает при увлажнении;  
 
4) большая высота склона, обеспечивающая минимальный вес горных пород, необходимый для отрыва блока.  
 
Оползанию способствует и переувлажнение пород склона водами атмосферных осадков, образование при быстром развитии крутых склонов продольных к ним трещин бортового отпора (отседания), обусловленных силами упругого последействия, связанными с разгрузкой от давления уничтожаемых денудацией толщ. Важна роль деятельности человека: строительство зданий вызывает перегрузку склонов, прокладка оросительных каналов ведет к смачиванию и оползанию, вырубка леса приводит к излишнему увлажнению склона; подрезка основания склона при строительстве автодорог делает склон неустойчивым; закупоривание, засорение, заваливание мест выхода подземных вод увеличивает влажность почв. 

 

 

 

 

    Главной причиной формирования оползней является нарушение устойчивости склона. Устойчивость может нарушиться в результате подмыва основания склона рекой, озером, морем; искусственной подрезки при прокладывании дорог; увеличения массы пород и уменьшении сцепления частиц при искусственном или природном обводнении и т. д.

 

 

 

Рис. 11 Стенка отрыва свежего оползня в береговом обрыве Волги у г. Тетюши

 

 

К гравитационным процессам на территории Тукаевского района относятся оползание, обваливание и осыпание. Эти процессы получили широкое развитие на речных склонах, а также на склонах оврагов и балок. Геологические особенности территории благоприятны для развития оползневых процессов.

Развитие оползней тесно связано с историей развития речных долин. Возраст оползней различен. При наличии сильной эрозионной деятельности и интенсивной циркуляции подземных вод по берегам рек и оврагов образовывались древние оползни на реке Кама и ее притоках. Здесь среди четвертичных и неогеновых отложений залегают оползневые призмы верхнепермских пород. Кроме того, выделяются оползни средне-, позднечетвертичного и современного возрастов. Предположительно оползни имели распространение в долине реки Кама, уже до наполнения Нижнекамского водохранилища, но древние оползни находились в неактивном состоянии.

В связи с этим изменением гидрологических условий в долине реки Кама, после наполнения водохранилища повлекло за собой активизацию оползневой деятельности на склонах, которая отмечается с 1979 г. Подвижки старых оползней и образование новых продолжаются и через 20 лет  эксплуатации водохранилища.

Осыпи образуются после физического выветривания пород. Некоторые осыпи состоят из крупных блоков (до 1-3 м3). Примером являются осыпи в районе бывшей деревни Скипидаровки.

Из-за переработки берегов водами Нижнекамского водохранилища образуются различные типы берегов.

1. Абразионно-обвальный тип берега. Сложен твердыми породами с прослоями известняка (лагерь ”Радуга”). Основной причиной образования обвалов служит литологический состав пород, контактирующих с водами водохранилища. В местах выхода твердых коренных пород в нижней части берегового склона происходит образование волноприбойных ниш. При увеличении ниш до критических размеров происходит обрушение пород.

2. Абразионно-осыпные берега. Основные породы, в которых образуются абразионно-осыпные берега – это пески и легкие суглинки, неуплотненные. Здесь при подмыве берега волноприбойная ниша не образуется (следствие рыхлости породы), и вместо обвалов происходят осыпи.

Осыпные берега хорошо просматриваются в районе бывшей деревни Скипидаровки, выше по течению от Первомайской дамбы. В последние годы после повышения уровня водохранилища до НПУ – 63 м, здесь увеличилось число осыпей. Это происходит благодаря тому, что под водой остался песчаный пляж, шириной 3-5 м, и берега испытывают непосредственное воздействие ветровых и судовых волн. Далее, вверх по течению этот тип постепенно переходит в обвальный,  где к урезу воды выходят более крепкие известняки.