5. Sedymentacja.pdf
(
5508 KB
)
Pobierz
206948329 UNPDF
Rozdział
V
SEDYMENTACJA
Procesy wietrzenia i erozji powodują utworzenie się rozluźnionych,
sypkich utworów, które woda płynąca, wiatr lub lodowce przenoszą
z wyższych miejsc i gromadzą w niższych obszarach. Transportowane
utwory mogą gromadzić się na lądzie wskutek zmniejszenia się siły
nośnej ośrodka transportującego, np. wiatru, rzeki itd. Składanie osa
dów na lądzie odbywa się najczęściej pod poziomo skierowanym dzia
łaniem czynnika mechanicznego, jak wody płynącej, wiatru lub posu
wającego się lodowca. Natomiast składanie osadów w morzu lub je
ziorze odbywa się w znacznej mierze spokojnie przez grawitacyjne opa
danie cząstek na dno lub przez wytrącanie się związków chemicznych
z roztworu. W strefach przybrzeżnych istnieją warunki pośrednie mię
dzy depozycją lądową a morską; oprócz spokojnego opadania cząstek
na dno działają też prądy morskie. W procesie sedymentacji wielki
udział biorą organizmy zwierzęce i roślinne oraz procesy chemiczne.
Procesy sedymentacyjne odbywają się niemal wszędzie na po
wierzchni Ziemi, ale osady nie wszędzie są składane na dłuższy okres
czasu i w normalnym biegu zjawisk łatwo ulegają erozji. Rzeka np.
składa osady wzdłuż całego swego biegu, ale osady te po dłuższym lub
krótszym czasie zostają usunięte i przemieszczone w dół rzeki. Dopiero
na wielkich równiach zalewowych w dolnym biegu rzeki, a zwłaszcza
w pobliżu ujścia, osady są składane na długi okres czasu. Morza, oceany,
większe jeziora, wielkie zagłębienia śródlądowe są miejscami trwałej
depozycji osadów; gdzie indziej osady są składane przejściowo.
A. TWORZENIE SIĘ OSADÓW LĄDOWYCH
1.
AKUMULACJA RZECZNA
Aluwia.
Depozycją grubszych materiałów niesionych przez rzekę
zachodzi wtedy, gdy prędkość rzeki jest za mała, aby dalej unosić ma
teriał transportowany; dotyczy to materiałów transportowanych w sta
nie zawieszonym lub wleczonym. Utwory składane przez rzekę na dnie
koryta lub na jego brzegach (w okresach powodzi) nazywa się napły
wami, czyli aluwiami.
Materiał osadzony w aluwiach pochodzi z mechanicznego rozdrab
niania skał przez płynącą wodę, jest więc materiałem klastycznym (od
grec.
klao -
— łupię).
178
Osadzanie materiału przez rzekę zależy od prędkości osadzania,
która jest niższa od prędkości erozyjnej i transportowej (ryc. 18). Ta
bela 11 przedstawia prędkości, przy których osadzają się ziarna zależnie
od wymiarów. Powyżej tych prędkości ziarna są przez rzekę niesione
lub wleczone.
Tabela 11
Prędkości osadzania (z K u e n e n a)
Średnica ziarn w mm
Prędkość prądu w cm/sek
0,01
0,1
o,r
0,7
0,5
8
5,0
40
10,0
70
Transport materiałów odbywa się głównie w okresie powodzi. Kiedy
woda opadnie i jej prędkość się zmniejsza, tworzą się w dnie rzeki ła
chy żwirów i piasków nieraz na przestrzeni przeszło 100 m długości.
Mają one kształt wydłużony w kierunku biegu rzeki; w tymże kierunku
stok ich jest stromy. Im silniejszy był prąd, tym bardziej stromy jest
spadek w kierunku prądu. Wewnątrz łachy piasek i żwir są uwarstwione
nieregularnie,
prądu.
Kąt nachylenia jest kątem naturalnego stoku i zależy od gruboziar-
nistości materiału, stopnia jego zaokrąglenia, siły prądu i gęstości
ośrodka (w wodzie jest mniejszy niż w powietrzu). Najczęściej kąt ten
wynosi 15 do 25°.
Gdy piasek 1 żwir są przetaczane prądem po dnie pochylonym w kie
runku prądu, ziarna zsuwają się pod wpływem siły ciężkości po pochy
łości, wskutek czego tworzą się warstewki pochylone w kierunku prądu.
Odbywa się to szczególnie tam, gdzie prąd wchodzi do głębszego basenu.
Grubsze ziarna gromadzą się zwykle u podstawy pochylonej warstewki.
Zależnie od siły prądu wierzchnia część pochylonych warstewek może
być od razu usuwana, albo też osadza się mniej więcej poziomo (ryc. 85).
Jeśli prąd zwiększy się, może ściąć górną część gromadzących się war
stewek i po ponownym spadku prędkości osadzić nowy zespół pochylo
nych warstewek. W ten sposób mogą nakładać się na siebie wielokrotnie
zespoły warstewek pochylonych w kierunku prądu, ścięte poziomymi
i mniej lub więcej równoległymi powierzchniami, wskutek czego po
wstaje warstwowanie przekątne. Im spokojniejszy jest prąd,
tym warstwowanie jest bardziej regularne, a kąt przekątnego warstwo
wania mniejszy. Gdy prąd jest bardzo silny, kąt jest duży i tworzy się
warstwowanie przekątne torencjalne, charaktery
styczne dla osadów złożonych przez nawałnicowe strumienie.
Materiał transportowany przez rzekę ulega trzem procesom: krusze
niu, ścieraniu (abrazji) i rozdzielaniu (sortowaniu) według wielkości
i ciężaru niesionych cząstek w zależności od siły transportowej prądu.
Kruszenie powstaje przez zderzanie się fragmentów; gra ono nie
dużą rolę w stosunku do abrazji. A b r a z j a atakuje przede wszystkim
179
1,0
4
ale zawsze uwarstwienie jest pochylone w kierunku
naroża i krawędzie okruchów, wskutek czego okruchy stają się obto
czone ,i zaokrąglone. Bardzo małe fragmenty nie ulegają na ogół obtocze
niu, gdyż wskutek małej masy nie wywierają dużego ciśnienia, a woda
powlekając ziarna działa do pewnego stopnia ochronnie. Większe za
okrąglone kamienie noszą nazwę otoczaków. Zależnie od kształtu
i twardości fragmentów, abrazja nadaje im kształty dyskoidalne, elipsoi
dalne lub kuliste. Gdy erodowany jest
ilasty materiał, tworzą się toczeń-
c e — kule ilaste, które toczone po
dnie oblepiają się drobnym żwirem
i piaskiem, stając się przez to toczeń-
cami „uzbrojonymi".
Transport fragmentów zaznacza się
w ich ułożeniu, wskutek czego powsta
je orientacja niesionych elementów.
Gdy otoczaki lub niesione okruchy są
płaskie, ustawiają się ukośnie, da-
chówkowo, pochylone w kierunku
przeciwnym prądowi, ponieważ jeden
fragment zatrzymuje drugi na nim
wleczony. Kąt utworzony między oto
czakiem a poziomem wody wynosi 15
do 30°. Jeśli otoczak ma kształt elip
soidalny, prąd toczy go dłuższą osią
ustawioną prostopadle do kierunku
prądu, tak jak toczy się walec. Nato
miast małe otoczaki i ziarna układają
się osią dłuższą równolegle do kierun
ku prądu, ale zapadającą w kierunku
przeciwnym prądowi. Nie odnosi się to
do wszystkich otoczaków, okruchów
i ziarn; w przestrzenie między większy
mi fragmentami mogą zostać powty-
kane mniejsze i dopasowując się do
pozostawionych im przestrzeni zajmą
różne położenia. Również, gdy spadek
jest duży, osi otoczaków układają się
przeważnie
pochylone
w
kierunku
prądu.
Stopień obtoczenia zależy od twardości i wielkości obrabianych frag
mentów i długości drogi transportu. Rzeka normalnie nie transportuje
materiału (z wyjątkiem zawiesin) a przenoszenie materiału, zwłaszcza
grubszego, odbywa się prawie wyłącznie podczas wyższych stanów wo
dy, a zwłaszcza powodzi. Dlatego abrazja rzeczna nie jest bardzo sku
teczna i żwiry, a zwłaszcza piaski niesione przez rzekę, charakteryzuje
złe obtoczenie. Osady morskie i eoliczne mają na ogół ziarna lepiej za
okrąglone i obtoczone.
W czasie transportu abrazja powoduje, że z biegiem rzeki będzie co
raz to mniej większych otoczaków (tab. 5). Równocześnie zmniejsza się
nośność rzeki, wskutek czego część materiału, którego rzeka nie może
180
Ryc. 85. Uwarstwienie przekątne
a
— ułożenie warstewek bez ścięcia
górnej części; b — ułożenie warstewek
kolejno ścinanych erozyjnie; c — uwar
stwienie krzyżowe rzeczne; d — uwar
stwienie torencjalne
unieść, zostaje składana zależnie od wielkości. Nośność rzeki zależy
przede wszystkim od prędkości. Gdy ta maleje w sposób raptowny,
rzeka zrzuca różnorodny materiał zarówno gruby, jak i drobny; wtedy
sortowanie jest złe i osad składa się z elementów różnej wielkości;
gdy prędkość maleje powoli, rzeka zrzuci tylko grubszy materiał, przy
dalszym spadku prędkości średni, potem drobny itd. Wtedy każdora
zowo materiał osadzony przez rzekę będzie się składał z materiału,
w którym przeważają fragmenty pewnej wielkości, czyli będzie lepiej
wysortowany.
Proces sortowania materiału rzecznego może doprowadzić do powsta
nia złóż aluwialnych. Przy pewnych prędkościach ziarna mine
rałów cięższych nie mogą być już transportowane przez rzekę i groma
dzą się w większej ilości. Dotyczy to ziarn złota rodzimego (c. wł.
15,6-18,3), kasyterytu (SnO
2
, c. wł. 6,8), platyny rodzimej (c. wł.
17-21,5) itd.
Ponieważ w danym miejscu osady rzeki zależą od jej siły transpor
towej, a więc od jej prędkości, ta zaś zmniejsza się w miarę dojrzewa
nia rzeki, przeto w danym punkcie rzeki z biegiem czasu składane są
aluwia o coraz to drobniejszym ziarnie. Najczęściej w aluwiach jakiejś
rzeki obserwuje się u dołu pokrywę grubych żwirów powstałych w okre
sie młodocianym, przykrytą piaskami z wtrąceniami drobniejszych żwi
rów; ku górze ziarno piasku zmniejsza się, coraz więcej pojawia się czą
stek ilastych, aż w górnej części aluwiów obserwuje się płaszcz mułów
i iłów, określanych zwykle jako gliny rzeczne (mady).
W rzece tworzą się zatem osady o różnym stopniu rozdrobnienia.
Podział tych osadów według wielkości ziarn (frakcji) przedstawia ta
bela 12; podział ten odnosi się nie tylko do utworów rzecznych, ale także
morskich, eolicznych itd.
Tabela 12
Podział utworów klastyczngch (okruchowych) według
wielkości ziarna (według Wentwortha)
Nazwa utworu
Średnica w mm
Ił
0,004
0,004 - 0,062
Muł
Piasek b. drobnoziarnisty
0,062-- 0,125
Piasek drobnoziarnisty
0,125 - 0,25
Piasek średnioziarnisty
0.25 - 0,5
Piasek gruboziarnisty
0,5 - 1
Piasek b. gruboziarnisty
1 - 2
Żwirek
2 - 64
Żwir
4 —64
Głaziki
64 -256
Głazy
>256
Aluwia rozcięte przez rzekę, która z tych czy innych przyczyn roz
cina swe koryto, tworzą, jak to już wiemy, terasy.
Gromadzenie się aluwiów odbywa się głównie w dolnym biegu rzeki,
gdzie rzeka pracuje agradująco. Rzeki, których dorzecza związane są
z wysokimi górami i dlatego są przeładowane materiałem, usypują
wielkie ilości aluwiów w swym dolnym biegu, wskutek czego zasypują
181
0,004
0,004 - 0,062
swe koryto i mają tendencję rozlewania się na boki. Przykładem jest
rzeka Po w północnych Włoszech, która dzisiaj dzięki sztucznym tamom
płynie wyżej od Niziny Lombardzkiej. Zamulenie koryta może spowo
dować odchylenie biegu rzeki. Najbardziej znanym przykładem tego
zjawiska jest rzeka Hoang-Ho w Chinach, która w okresie wielkich po
wodzi wielokrotnie zmienia swój bieg.
Rzeka w dolnym biegu ma do tego stopnia zmniejszoną swą nośność,
że może materiał transportować tylko w okresie wielkich powodzi. Ta
kie rzeki mają zwykle obok normalnego koryta także koryto zalewowe,
czyli terasę zalewową, która jest zalewana i przykrywana alu-
wiami tylko w okresie powodzi. Niektóre wielkie rzeki
,
zależnie od wiel
kości powodzi, mają kilka teras zalewowych. W okresie powodzi rzeki
składają grubszy materiał w pobliżu głównego nurtu, tzn. po obu stro
nach normalnego koryta; w następstwie tego powstają naturalne wały
brzegowe. Nad dolną Missisipi wały te dochodzą do 1,5 m wyso
kości.
Ripplemarki. Charakterystyczną cechą powierzchni drobnoziarni
stego osadu złożonego przez prąd jest obecność ripplemarków
prądowych. Są to wydłużone, do siebie równoległe grzbieciki, prze
dzielone bruzdami (ryc. 86). Grzbieciki są asymetryczne, szczyty ich są
Ryc. 86. Ripplemarki
a
— powstawanie ripplemarku; b — ripplemarki eoliczne; c — ripplemarki
wodne; d — ripplemarki oscylacyjne
zwykle zaokrąglone. W ripplemarkach, utworzonych przez prąd wody,
grubsze ziarna gromadzą się w bruzdach (ryc. 87). Ripplemarki powstają,
gdy prąd płynący po powierzchni piaszczystej natrafia na- jakąś prze
szkodę w postaci nierówności podłoża. Wytwarza się wtedy wir skie
rowany wstecz, który zatrzymuje przesuwane prądem cząstki, a równo
cześnie zwrócona w kierunku przeciwnym prądowi strona nierówności
jest erodowana (ryc. 86a). Dzięki temu usypują się warstewki zapadające
w stronę prądu, a nierówność przesuwa się w kierunku prądu. Zależnie
od zmian prędkości w kierunku poprzecznym do prądu grzbieciki mogą
się silniej wyginać w miejscach silniejszego prądu. Jeśli równocześnie
zmieniają się kierunki prądów, grzbieciki przecinają się, tworząc mniej
lub więcej regularną siatkę.
182
Plik z chomika:
kasica171
Inne pliki z tego folderu:
Wstęp.pdf
(440 KB)
Spis treści.pdf
(184 KB)
11. Krążnie mas skalnych i pierwiastków w przyrodzie.pdf
(131 KB)
10. Metamorfizm.pdf
(734 KB)
9. Plutonizm.pdf
(986 KB)
Inne foldery tego chomika:
( LEKTURY )
( MEDYCYNA )
( PORADNIKI, SŁOWNIKI I INNE )
_Język-ANGIELSKI
++Kursy Angielskiego MP3
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin