Глава 12 Эоловый (ветровой) ряд

Эоловые (от греч. eol - повелитель ветров) отложения образуются в пустынях и по их ближайшей периферии. Пустыни занимают при­мерно одну пятую часть земной поверхности и распространены в различных климатических поясах от умеренного до экваториального. Кроме того, эоловые отложения развиты на сравнительно узких по­лосах песчаных пляжей по берегам океанов и морей, крупных озер, а также в речных долинах во всех климатических зонах. В эпохи древ­них оледенений эоловые осадки накапливались по периферии ледни­ковых покровов в перигляциальной зоне, отличавшейся холодным засушливым климатом.

Среди эоловых отложений по литологии выделяются пески и лессы.

Эоловые пески образуются в основном за счет перевевания раз­личных по генезису отложений, преимущественно аллювиальных, флювиогляциальных и морских, и в меньшей мере за счет разруше­ния и дефляции (развевания) продуктов разрушения коренных пород. Перенос обломочного материала ветром имеет специфические осо­бенности, обусловленные малой плотностью воздуха. Транспорти­рующая способность ветра примерно в 300 раз меньше, чем у водных потоков. Ветер, в отличие от других агентов, способен переносить минеральные частицы не только с водораздельных участков в сторо­ну понижений, но и в обратном направлении, т.е. против уклона зем­ной поверхности. Песчаные частицы приходят в движение и пере­мещаются при скорости ветра 20 км/час, а при скорости свыше 30 км/час воздух насыщается песком и начинаются песчаные бури. Пе­редвижение песчаных зерен происходит сальтацией, т.е. скачкооб­разно, а также перекатыванием и переносом во взвешенном состоя­нии. Гравийные зерна переносятся лишь при ураганной силе ветра. Дальность эолового переноса песчаных частиц превышает 3000 км.

Эоловые пески, как правило, хорошо отсортированы по величине зерен, которые округлены и нередко отшлифованы. Крупные пес­
чинки окатаны лучше мелких. Песчинки обычно имеют матовую поверхность, образующуюся за счет их трения друг о друга. Много­кратно перевеянные пески отличаются лучшей сортированностью, тонкозернистостью и минералогической однородностью на больших пространствах. Они состоят в основном из мелких частиц размером 0,05-0,25 мм, обычно с резким преобладанием кварца и небольшим содержанием неустойчивых к истиранию и дроблению минералов. Однако встречаются также полевошпатовые и даже карбонатные и гипсовые пески. Слабоперевеянные пески неоднородны по грануло­метрическому и минералогическому составу. Иногда они содержат до 8-10% частиц размером > 0,25 мм. Среди них встречаются об­ломки в виде трехгранников с отшлифованными или сглаженными краями за счет шлифовки песком под действием ветра.

Характерной чертой эо­ловых отложений является сложная перекрестная слои­стость (рис. 40), представ­ляющая многократное чере­дование в разрезе срезаю­щих друг друга волнистых слоев, наклоненных под углом от 5-12 до 30-35°. Такая слоистость образуется в результате постоянного изменения направления и силы ветра. Мощность эоловых песков колеблется от нескольких метров до десятков и даже сотен метров.

Рис. 40. Слоистость эоловых песков

В зависимости от силы ветра, постоянства или изменчивости его направления, степени закрепленности песков растительным покро­вом и других факторов они образуют весьма разнообразные формы эоловой аккумуляции. Среди них выделяют пустынные формы - бугристые пески, барханы, грядовые пески - и прибрежные формы - дюны. Пустынные барханы представляют собой формы, поперечные к направлению ветра. Это подвижные песчаные холмы в форме по­лумесяца, "рога" которого ориентированы по ветру. Наветренные склоны пологие (5-12°), а подветренные крутые (до 40°). Высота барханов колеблется от 5-7 до 40-50 м. Барханы, соединяясь, часто образуют барханные цепи, поперечные направлению господствую­
щих ветров. Скорость перемещения барханов может достигать не­скольких метров в месяц, и они являются весьма активными под­вижными аккумулятивными формами эолового рельефа. Довольно широко в пустынях распространены также песчаные накопления в' виде гряд, продольных ветру. Высота гряд изменяется от нескольких метров до 25-30 и более метров. Так, в пустыне Тар имеются гряды высотой до 150-170 м и длиной до 10-15 км, а в Сахаре известны гряды высотой до 300 м.

Во внепустынных областях эоловые отложения слагают дюны и гряды, развитые по берегам рек, озер и морей, а также в перигляци- альных районах древних оледенений, где перевеваются флювиогля- циальные пески. Ориентировка гряд часто зависит не только от на­правления ветра, но и от тектоники - простирания разрывов, круп­ных трещин. Дюны имеют различную морфологию. Выделяют дюны кольцевые, параболические, линейные и др. Их высота - первые метры, реже десятки метров.

Лессы. Название лесс произошло от немецкого "loss", что означа­ет рыхлый, пористый. Лесс - это обычно светлая желтовато-серая (палевая) порода, на 60-95% сложенная пылеватыми частицами раз­мером 0,05-0,005 мм. Среди этих частиц резко преобладает кварц (60-70%). В значительно меньших количествах встречаются полевые шпаты, роговая обманка, пироксены и глинистые минералы. Лессы обычно не имеют слоистости, трещиноваты, плотные, хорошо дер­жат стенки. Они макропористы и сильно карбонатны. Содержание в них СаСоз достигает 40%, и поэтому они "вскипают" под действием соляной кислоты, иногда в них встречаются карбонатные конкреции - "журавчики". Присутствие в лессах гидроокислов Fe часто придает им бурую окраску. При увлажнении лессы уплотняются и дают про­садки, образующие так называемые "степные блюдца" и другие бо­лее крупные и глубокие карстовидные формы рельефа - глинистый карст (или псевдокарст). Способность лессов давать просадки пред­ставляет серьезную опасность для строительства гражданских и промышленных сооружений.

Лессы залегают плащеобразно. Они покрывают водоразделы и склоны возвышенностей, поверхности высоких террас. Верхняя гип­сометрическая отметка распространения лессов ъ горах и предгорьях строго ограничена абсолютной высотой 2-2,5 км. Это связано с воз­можностью переноса минеральной пыли воздушными потоками.

Мощность лессов может достигать нескольких десятков и даже сот­ни метров.

В лессах встречаются остатки раковин наземных моллюсков, кос­ти млекопитающих, пыльца растений, свидетельствующие о холод­ном и сухом климате времени их образования. Заключенные в лессах горизонты погребенных почв наоборот являются показателями теп­лого климата, так как содержат теплолюбивую флору и фауну. Чем древнее лессы, тем большее количество горизонтов погребенных почв в них встречается. Так в разрезах лессов Китая выделено до 40 горизонтов погребенных почв. Иногда в лессовых покровах находят остатки стоянок древнего человека и его материальной культуры. Гораздо реже встречаются прослои вулканического пепла (тефры), который может быть использован для определения абсолютного возраста. Абсолютный возраст лессов определяется главным образом термошоминисцентным методом, использующим зерна кварца.

Существует более 50 гипотез происхождения лесса. В самый ран­ний период изучения лессов в начале и середине XIX в. получили развитие гипотезы водного (аллювиального, морского и озерного) и вулканического происхождения. Ч.Лайэль выдвинул гипотезу о вод- ноледниковой природе лессов. Ее разделяли П.Н.Кропоткин и В.В.Докучаев. Несколько позже, в 1903 г., о водном происхождении лессов, но связанном с пролювиальным и делювиальным путем на­копления, высказался А.П.Павлов.

Водной гипотезе образования лессов противостоят гипотезы суб- аэрального их происхождения - эоловая и почвенно-элювиальная. Эоловая гипотеза, выдвинутая в 1877 немецким геологом А.Рихтогофеном, была поддержана многими геологами в России и развита В.А.Обручевым. Согласно этой гипотезе пыль, образующая­ся в пустынях за счет интенсивного физического выветривания, вы­носится ветром за их пределы. При этом дальность переноса ветрами пыли достигает 6000 км, высота подъема 12 км, а скорость осажде­ния пыли 0,1-3,0 мм/год.

В 1916 г. Л.С.Берг предложил почвенно-элювиальную гипотезу образования лессов, согласно которой они могут образовываться из нобых мелкоземистых пород путем выветривания и почвообразова- мя в условиях сухих степей.

Из перечисленных выше гипотез только эоловая объясняет мно- ие свойства лессов: пылеватость, пористость, отсутствие слоистости

и плащеобразный, покровный характер его залегания. Об эоловом происхождении говорят и прослои вулканического пепла, принесен­ные из областей вулканизма, резкие, без следов размыва границы горизонтов погребенных почв.

Лессовидные суглинки. Типичные лессы, обладающие всеми перечисленными признаками, распространены в аридных и семи- аридных областях как в предгорьях, так и на равнинах. Аналогами лессов в более северных областях современного умеренного пояса, когда-то являвшихся перигляциальными, примыкавшими к леднико­вым покровам, служат покровные лессовидные суглинки. Они отли­чаются от лессов более тяжелым составом за счет присутствия гли­нистых частиц, более темным цветом в свежем состоянии. Иногда в них наблюдаются тонкие прослойки песчано-гравийного, реже мел­когалечного материала. Мощность покровных суглинков значитель­но меньше лессовых толщ и составляет 2-3 м. В них часто наблюда­ются морозные клинья, следы криотурбаций, т.е. солифлюкционного течения материала и мерзлотных деформаций, свидетельствующие об их формировании в холодных перигляциальных условиях. Ос­тальные признаки типичных лессов - пористость, карбонатность, лросадочность, покровный характер залегания, присутствие погре­бенных почв и ряд других также свидетельствуют в пользу эолового происхождения покровных суглинков. Основным источником пыли служили ледниковые и водноледниковые отложения; пыль выноси­лась ветром из области оледенения в перигляциальные области. Там она осаждалась, образуя осадок, подвергшийся воздействию мороз­ных процессов, а иногда и делювиальному переотложению (наличие песчано-гравийных прослоев).

Помимо эоловых лессов и покровных лессовидных суглинков су­ществуют еще породы, которые по некоторым своим внешним свой­ствам напоминают лессы, но отличаются от них наличием слоисто­сти, пресноводной фауны, отсутствием пористости и способности давать просадки, фациальной изменчивостью, а также не имеющих покровного залегания. К ним относятся лессовидные суглинки, супе­си, реже глины, имеющие делювиальное (на склонах), пролювиаль- ное (у подножий склонов), флювиогляциапьное, а иногда и аллюви­альное (на пойме) происхождение. Их часто неправильно смешивают с типичными эоловыми лессами.

Дата добавления: 2015-08-13