Морфологические и генетические типы речных долин

Морфология речных долин определяется геологическими и физи­ко-географическими условиями местности, пересекаемой рекой, историей развития долины.

При интенсивном врезании, обусловленном поднятием горной страны, возникают долины типа теснины, ущелья или каньона. Теснина — это глубоко врезанная крутостенная эрозионная форма в горах, с отвесными или даже нависающими склонами. Ширина теснин (по бровкам) равна или даже уже их днищ (рис. 89). Ущелье отличается от теснины V-образным или ящикообразным попе­речным профилем, часто с выпуклыми склонами. Каньон морфо­логически сходен с ущельем: V-образный поперечный профиль, часто характеризуется ступенчатостью склонов, обусловленной препарировкой стойких пород. Типичным каньоном является до­лина р. Колорадо в среднем течении. У всех трех типов долин дно целиком или почти целиком занято руслом, продольный профиль отличается невыработанностью, обилием порогов и водопадов. Поперечные профили таких долин более или менее симметрич­ны. От них резко отличаются асимметричные речные долины, обра­зование которых часто связано с моноклинальным залеганием пород, а также с некоторыми другими причинами, которые будут рассмотрены ниже.

В более поздние стадии развития до­лины, когда в ее фор­мировании важную роль играет боковая эрозия, образуется ящикообразный попе­речный профиль. Та­кая долина имеет ши­рокое плоское дно, русло занимает лишь небольшую часть дна долины. Кроме пойм, на склонах ящико- образных долин мо­гут бьггь развиты реч­ные террасы. Долины этого типа наиболее характерны для рав­нинных стран.

Многие реки бе­рут свое начало в го­рах, а затем выходят на равнину. Соответ­ственно на разных участках течения характер их долин может ис­пытывать значительные изменения, которые касаются не только различия в поперечном и продольном профилях долины, но и морфологии террас. Так, на участках интенсивного врезания, обусловленного поднятием территории, всегда отмечается нарас­тание высот террас над дном долины. По мере удаления от такого участка высота террас снижается. При переходе в область погру­жения происходит не только снижение террас, но и уменьшение их числа, а на наиболее сильно прогибающейся территории тер­расы, как говорилось об этом выше, "ныряют", погружаются под уровень поймы.

Долины чутко реагируют на изменения геологической структуры. Часто участки, сложенные очень прочными породами или испы­тывающие интенсивное поднятие, огибаются речными долинами.

Рис. 89. Теснина в пред­горьях Дагестана (Фото Г. И. Рычагов а)

Иногда речной поток не отклоняется под действием поднимаю­щейся структуры, а сечет ее по нормали или в близком к нормали
направлении, образуя так называемые сквозные долины. Возможны различные способы их образования. Сквозная долина может быть антецедентной (см. рис. 14) или эпигенетической. Существуют и другие типы сквозных долин.

Рассмотрим несколько подробнее образование эпигенетических долин. Они возникают не только на участках платформ, испыты­вающих медленные устойчивые тектонические поднятия, о чем го­ворилось выше, но и в результате изменений физико-географичес- ких условий, ведущих к чередованию этапов вреза и заполнения речных долин. При этом вновь начавшийся эрозионный врез мо­жет не совпасть или неполностью совпасть с направлением ранее существовавших долин, а спроектироваться (наложиться) на их склоны или бывшие междуречья. В результате возникают эпигене­тические и погребенные долины. Последние не находят прямого от­ражения в современном рельефе, но оказывают косвенное влияние на его облик. Там, где эпигенетические долины совпадают с погре­бенными, они имеют, как правило, широкие, хорошо разработан­ные долины, так как "режутся" в легко размываемых аллювиальных отложениях погребенных долин. Там же, где они наложились на ранее существовавшие склоны или междуречья, сложенные более стойкими к размыву породами, долины их становятся уже, при­обретают иногда каньонообразную форму. В результате чередова­ния расширенных и суженных участков эпигенетические долины в плане имеют четковидную форму.

Погребенные долины встречаются часто и в разных физико- географических условиях. Широко развиты они, например, в об­ластях, подвергавшихся оледенениям, где вследствие неравномер­ного накопления ледниковых отложений после таяния ледников происходила интенсивная перестройка гидрографической сети.

На рис. 90 изображена погребенная долина р. Протвы (левый приток Оки), возникшая после отступания московского ледника. Она была заполнена во время валдайского оледенения, а новая долина, заложившаяся в послевалдайское время, оказалась сме­щенной к северу по отношению к погребенной. На месте же последней располагается вторая надпойменная терраса, сформиро­вавшаяся в позднечетвертичное (валдайское) время. Как видно из рисунка, погребенная долина была на 10 м глубже современной.

Изучение погребенных речных долин имеет очень большое зна­чение как при решении практических задач (поиски россыпей, подземных вод, строительных материалов, решения инженерных задач и др.), так и при изучении истории формирования рельефа.

Существенное влияние на морфологию долин оказывают состав и характер залегания горных пород в бассейне реки.

п

3 ёйй: 4

Рис. 90. Погребенная долина реки: 1 — глина; 2 — известняк; 3 — валунный суглинок (морена); 4 — суглинок; 5 — пе­сок; 6 — переслаивание песка и суглинка; шС2 — морские отложения среднекамен- ноугольного возраста; gQj" — ледниковые отложения днепровского возраста; gQ2ms — ледниковые отложения московского возраста; afQ2 — аллювиально-флювиогляци- альные отложения среднечетвертичного возраста; aQ3 — аллювиальные отложения позднечетвертичного возраста, выполняющие древнюю долину; dQ3.4 — делювиальные отложения позднечетвертичного-голоценового возраста; aQ4 — голоценовые аллюви­альные отложения (горизонтальный масштаб условный)

п=

_п

В областях с горизонтальным залеганием пластов и однообраз­ным литологическим составом слагающих пород морфология речных долин в наименьшей степени зависит от геологической структуры. Такие долины называют нейтральными или атектони- ческими. В областях нарушенного залегания пластов одни долины обнаруживают совпадение с простиранием тектонических струк­тур (осей складок, линий разломов) или простиранием стойких и податливых пород. Это долины, "приспособившиеся" к геологи­ческой структуре. Другие долины секут геологические структуры под каким-либо углом. В зависимости от соотношения осей гео­логических структур и направления долин различают долины про­дольные, поперечные и диагональные. Первые на значительном про­тяжении характеризуются однообразным (свойственным для той или иной реки) профилем и шириной долины, спрямленным те­чением. Поперечные и диагональные меняют морфологический облик в профиле и плане очень часто. Примерами поперечных долин могут служить консеквентные реки куэстовых областей, антецедентные и эпигенетические долины. Продольный профиль поперечных и диагональных долин характеризуется большей не- выработанностью, чем профиль долин продольных рек.

Рис. 91. Тектонические типы долин {по И. С. Щукину)\ А — синклинальная долина; Б — анти­клинальная долина; В — моноклинальная долина; Г — долина, заложившаяся по разлому; Д — долина-грабен

В зависимости от типа гео­логических структур, в которых заложены продольные долины, различают долины синклиналь­ные, антиклинальные, монокли­нальные, долины, совпадающие с линиями продольных разломов, и долины-грабены. Каждый из этих типов долин характеризуется свои­ми, свойственными только ему, морфологическими чертами и ха­рактером процессов, протекаю­щих на их склонах (рис. 91).

Существенно меняется морфо­логический облик долин в случае перехвата рек. Перехватом рек называют обезглавливание, захват одной рекой стока соседней реки. Это происходит в том случае, если река, имеющая более глубоко вре­занную долину, достигает путем пятящейся эрозии русла другой реки либо в ее головной части (головной перехват), либо в какой-нибудь другой части течения (iбоковой перехват) и направляет водный поток перехваченной реки в свое русло.

Существует третий вид перехвата — перехват соприкосновения, когда долины двух соседних рек, в результате боковой эрозии, могут прийти в соприкосновение друг с другом, и, как следствие, река, имеющая более глубоко врезанную долину, перехватит воду реки, днище которой располагается на более высоком гипсомет­рическом уровне. Теоретически легко себе представить соприкос­новение долин Волги и Дона в районе Волгограда. В этом случае Волга обезглавит нижнее течение Дона, так как днище ее долины в предполагаемом месте соприкосновения лежит примерно на 30 м ниже днища долины Дона (рис. 92).

Морфологическими признаками перехвата служат: крутой из­гиб, значительные уклоны и сужение долины, не обусловленные

В И

Рис. 92. Схемы перехватов рек: I — боковой перехват; II — вершинный перехват; III — перехват соприкосновения. А — намечающийся перехват; Б — осуществившийся перехват; В — водораздел

геологическими причинами; сухая долина на продолжении русла (вниз по течению) отчлененного участка реки; перестройка меан­дров у перехваченной реки в результате уменьшения ее водности и несоответствие ширины ее долины существующему потоку; по­явление в аллювии реки-"перехватчицы" гальки таких пород, ко­торые отсутствуют в аллювии более древних террас и, напротив, наличие в аллювии обезглавленной реки гальки пород, которые в данный момент в пределах ее бассейна не встречаются (рис. 93).

Асимметрия долин

Выше упоминалось, что поперечный профиль речных долин нередко бывает асимметричным. Причины асимметрии долин разные. Двигаясь вниз или вверх по долине, очень часто можно наблюдать увеличение крутизны то левого, то правого склона. Это, как правило, зависит от того, к какому склону долины под­ходит русло реки, а также от быстрого изменения состава или ус­ловий залегания горных пород, слагающих склоны долины. Од­нако в природе имеют место и такие случаи, когда один склон долины постоянно круче другого на протяжении многих кило­метров. Такую асимметрию С.С. Воскресенский называет "устой­чивой". О ней и пойдет речь ниже.

Причины, вызывающие асимметрию склонов долин, можно разделить на три группы: 1) тектонические, 2) планетарные, свя­занные с вращением Земли вокруг своей оси; 3) причины, обуслов­ленные деятельностью экзогенных и, в первую очередь, склоновых процессов.

Рис. 93. Морфологические измене­ния долин в результате бокового перехвата: А — намечающийся перехват; Б — осуществившийся перехват

Тектоническая "основа" асимметрии склонов встречается очень часто. В одних случаях она обусловлена особенностями геологичес­кого строения субстрата, в других — непосредственным влиянием новейших тектонических движений. Общеизвестна асимметрия субсеквентных долин куэстовых областей, у которых структурный

Рис. 94. Асимметрия долин рек, обус­ловленная неоднородностью субстра­та и геологической структуры: доли­ны, заложившиеся по простиранию моноклинально залегающих пластов различной стойкости (А), на крыльях антиклинали (Б), в моноклинально залегающих однородных породах (В), на контакте гранитной интрузии с осадочными породами (Г), по линии сброса, когда на древнюю поверх­ность оказываются выведенными

породы различной стойкости (Д): 1 — известняки; 2 — глины; 3 — гра­ниты; 4 — аллювий; 5 — зона разлома

(бронированный) склон обыч­но более пологий, чем проти­воположный аструктурный, где на поверхность выходят голо­вы моноклинально залегаю­щих пластов (рис. 94, А). Та­кова же причина асимметрии долин, возникающих на скло­нах антиклиналей, в строении которых принимают участие породы разной прочности (рис. 94, Б).

Асимметрия склонов воз­никает неизбежно, если долина заложилась вдоль сброса, крылья которого сложены породами различной устойчивости (рис. 94, Д), или по контакту магматических и осадочных пород (рис. 94, Г). К тектонической группе причин, обусловливающих асимметрию долин, можно отнести и так называемую топографическую тео­рию А.А. Борзова, А.В. Нечаева, по которой перекос исходной ровной поверхности, вызванный неравномерным поднятием или деформацией, приводит к неравенству стока со склонов долин, перпендикулярных уклону. В результате склон долины, совпадаю­щий с направлением уклона топографической поверхности, будет разрушаться и выполаживаться быстрее (рис. 95). Возможны и другие варианты воздействия тектонических движений и образуе­мых ими структур на возникновение асимметрии речных долин.

Однако имеется много примеров асимметрии долин, которые никак нельзя объяснить только геологическими причинами. Из­вестно, например, что большинство крупных рек северного полу­шария имеют крутой правый берег и пологий левый. Это объясняется

Рис. 95. Топографическая теория фор­мирования асимметрии речных долин (по А.А. Борзову):

----------------- ' ■■ 1 г---------------- р А—Б — первичная наклонная равнина;