galeria.pl Rzeczny system depozycyjny

Transkrypt

1 galeria.pl Rzeczny system depozycyjny

2

3

4 Problemy terminologiczne Flumen (łac.) rzeka alluere (łac.) obmywać, oblewać Fluvial 1. Of, relating to, or inhabiting a river or stream. 2. Produced by the action of a river or stream. The American Heritage Dictionary of the English Language Alluvial adj n (Earth Sciences / Physical Geography) of or relating to alluvium 1. (Earth Sciences / Geological Science) another name for alluvium 2. (Earth Sciences / Geological Science) Austral and NZ alluvium containing any heavy mineral, esp. gold Collins English Dictionary Complete and Unabridged HarperCollins Publishers Słownik geologii dynamicznej Jaroszewski i in., 1985 Fluwialny, rzeczny związany z rzeką i jej działalnością (osady, formy rzeźby, procesy, itp.) Aluwia, aluwium osady rzeczne Sedimentology & Stratigraphy Nichols, 2001 Fluvial is used for anything associated with rivers Alluvial is more general term to include other features, such as water-lain fan or detritus (an alluvial fan) which are not necessarily related to rivers Alluvial fan are cones of detritus which form at a break in slope at the edge of an alluvial plain. They are formed by deposition from a flow of water and sediment coming from an erosional realm adjacent to the basin

5 Proponowane rozwiązanie: Aluwialny system depozycyjny (bo jako geolodzy skupiamy się na osadach) Stożki aluwialne Alluvial fans Rzeki Fluvial Systems

6 Czynniki kontrolujące aluwialny system depozycyjny PROCESY AUTO- I ALLOCYKLICZNE Wg. UNIS, course AG328, 2006

7 Wg. UNIS, course AG328, 2006

8 Reading, 2009

9 Stożki aluwialne Wg. Kelly & Olson, 1993

10 Stożki aluwialne osady spływów grawitacyjnych (debris-flow deposits) osady okresowych strumieni (stream-flow channel deposits) osady przetakowe (sieve deposits) osady zalewów warstwowych (sheet-floods deposits) Spearing, 1974

11 Mechanizmy transportu Przepływ płynu (transport hydrauliczny) Trakcja (Traction): ziarna pełzną, toczą się lub są wleczone po podłożu Saltacja (Saltation): ziarna wykonują skoki, których tory są zbliżone do balistycznych Unoszenie (Suspension): ziarna długotrwale unoszone są w zawiesinie Oddziaływanie grawitacji (transport grawitacyjny) Spływ kolizyjny (Grain flow) Spływ kohezyjny (Debris/Mud flow) Spływ upłynnionego materiału (Liquefied flow) Spływ gęstościowy (Density flow) Cechy teksturalne osadów + struktury sedymentacyjne

12 Główne typy stożków aluwialnych wg Blair & McPherson, 1994 Zdominowane przez transport grawitacyjny Zdominowane przez transport hydrauliczny Debris-flow dominated alluvial fans Sheetflood dominated alluvial fans wg Stanistreet & McCarthy, 1993 Zdominowane przez transport grawitacyj ny Zdominowane przez przepływ roztokowy Zdominowane przez przepływ meandrujący Debris-flow dominated fans Braided fluvial fans Low sinuosity/meandering fluvial fans

13 Typowe cechy teksturalne i strukturalne osadów stożków aluwialnych zdominowanych przez transport grawitacyjny wg Reading, 2009 Nemec & Steel, 1984 Steel & Thompson, 1983

14

15 wg Stanistreet & McCarthy, 1993 Zdominowane przez transport grawitacyjny Zdominowane przez przepływ roztokowy Zdominowane przez przepływ meandrujący Debris-flow dominated fans Braided fluvial fans Low sinuosity/meandering fluvial fans Blair, 1999

16 wg Stanistreet & McCarthy, 1993 Zdominowane przez transport grawitacyjny Debris-flow dominated fans Zdominowane przez przepływ roztokowy Braided fluvial fans Zdominowane przez przepływ meandrujący Low sinuosity/meandering fluvial fans Blair, 1999 Blair, 1999

17 Zdominowane przez transport grawitacyjny Debris-flow dominated fans wg Stanistreet & McCarthy, 1993 Zdominowane przez przepływ roztokowy Zdominowane przez przepływ meandrujący Braided fluvial fans Low sinuosity/meandering fluvial fans Częste powierzchnie erozyjne powstające w wyniku: - Przemieszczania lobów - Zmian lokalnych baz erozyjnych - Przemieszczania kanałów Słabo do dobrze wysortowane; obecność ponadwymiarowych głazów; lateralne drobnienie osadów od frakcji grubo-żwirowych do piaszczystych Struktury sedymentacyjne - Cykle drobniejące ku górze; w przypadku progradacji lobów - grubiejące ku górze - Głębsze wcięcia kanałów rozprowadzających w proksymalnych częściach stożków - Delikatne nachylenie pokryw osadów w kierunku dystalnej części stożka Lokalne źródło materiału ziarnowego Blair, 1999 Fauna & flora - Znaczna zawartość szczątków lądowej flory, zwłaszcza w utworach drobnoziarnistych, poza korytowych

18 wg Stanistreet & McCarthy, 1993 Zdominowane przez transport grawitacyj ny Zdominowane przez przepływ roztokowy Zdominowane przez przepływ meandrujący Debris-flow dominated fans Braided fluvial fans Low sinuosity/meandering fluvial fans blogspot.com Stożek Kosi Indie, km 2 geo.uu.nl niewielki kąt nachylenia powierzchni stożka obszar zamieszkały przez 2,5 mln ludzi, wykorzystywany rolniczo okresowe stany powodziowe, duża ilość zawiesiny, częsta awulsja koryt

19 Procesy sedymentacyjne i cechy osadów stożków aluwialnych (sensu Blair & McPherson, 1994) Cecha Dominujący proces sedymentacyjnych Podrzędne procesy sedymentacyjne Towarzyszące procesy sedymentacyjne Zdominowane przez transport grawitacyjny Spływy kohezyjne (debris flow) Obrywy, osuwiska, lawiny Rozmywanie, procesy eoliczne, zarastanie Wysortowanie osadów Bardzo słabe Słabe Zdominowane przez zalewy warstwowe Zalewy warstwowe Spływy niekohezyjne (grain flow) Rozmywanie, procesy eoliczne, zarastanie Frakcja Głazy, bloki, żwiry Gruboziarniste żwiry, żwiry i gruboziarniste piaski Obtoczenie Brak Słaboobtoczone Warstwowania Masywne Tabularne-horyzontalne, podrzędnie przekątne Przeławicenia piaszczyste Rzadkie Powszechne Obecność matriks ilastego Powszechne Rzadkie Obszar drenażu Mały Mały do dużego Średni kat nachylenia

20 wg Stanistreet & McCarthy, 1993 Zdominowane przez transport grawitacyj ny Zdominowane przez przepływ roztokowy Zdominowane przez przepływ meandrujący Debris-flow dominated fans Braided fluvial fans Low sinuosity/meandering fluvial fans Stożek Okawango Botswana, Afryka km 2 bardzo płaska powierzchnia stożka bujna wegetacja aktywne kanały meandrujące w obrębie stale podmokłego obszaru w dystalnej części stożka kanały o charakterze anastomozującym

21 Typy rzek ze względu na relację erozji do akumulacji Rzeka Colorado, Wielki Kanion, Arizona E > A Six Mile Creek, Alaska A > E Green River, Alaska E ~ A

22 Rzeki roztokowe Typy rzek (Schumm, 1981, w: Nichols, 1999; zmienione)

23 Indus na odcinku od Ghazi do Hund w Pakistanie (Google Earth)

24 Architektura sekwencji osadów rzek roztokowych Piaszczysta rzeka roztokowa Wąska strefa osadów warstwowanych rynnowo KORYTO Opuszczenie Szersza strefa osadów warstwowanych przekątnie PAS ROZTOKOWY Osady pasa roztokowego ŁACHA Opuszczenie Depozycja mułu w Sekwencja opuszczonego opuszczonym korycie Depozycja piasku w koryta aktywnym korycie Sekwencja aktywnego koryta Przyrost osadów Przyrost osadów Dno koryta Wynurzona łacha, pokryta zmarszczkami Łacha poprzeczna Aktywne koryto Łacha poprzeczna Fale piaskowe Dno koryta Wg Nemec, 1992 Duże kręte zmarszczki Wg UNIS, course AG328, 2006

25 MEANDRUJĄCE Wg UNIS, course AG328, 2006

26 Żwirodenna rzeka roztokowa Gradziński i in., 1986 Piaskodenna rzeka roztokowa Gradziński i in., 1986

27 Typy odsypów roztokowych i styl ich warstwowania CL bruk korytowy, B zespół warstwowany przekątnie związany z depozycją w obrębie odsypów poprzecznych i skośnych, CB wielozestaw tabularny przekątny powstały w wyniku nakładania kolejnych odsypów poprzecznych i skośnych, LB zespół warstwowany niskokątowo-przekątnie w obrębie odsypów podłużnych. Miąższość zespołów B i wielozestawu CB w przybliżeniu odpowiadają głębokości przepływu Wg UNIS, course AG328, 2006

28 Zieliński, 1997 A - osady rzeki Trollheim w Dolinie Śmierci (Kalifornia); B - osady rzeki typu Scott (Alaska); C - aluwia rzeki Donjek (Kanada) (Wg Miall, 1996)

29 D cykl osadów rzeki przejściowej Squamish (Kanada); E osady rzeki Platte w Kolorado i Nebrasce (USA); F profil osadowy rzeki William na północy Saskatchewan (Kanada) (Wg Miall, 1996)

30 Cykle piaskodennego koryta roztopowego. Cykl: A kompletny, normalny; B niskoenergetycznego, drugorzędnego koryta, z zamierającym przepływem, normalny; C progradujacego odsypu, odwrócony; h miąższość cyklu Zieliński, 1997 G profil osadów rzeki South Saskatchewan (Kanada); H osady z formacji Morrison w Nowym Meksyku (USA); I Tumblagooda Sandstone (Australia); J profil rzeki Bijou Creek (USA) (Wg Miall, 1996)

31 Rzeki meandrujące Typy rzek (Schumm, 1981, w: Nichols, 1999; zmienione)

32 Rzeki meandrujące Wg. Allen, 1964

33 Główne facje rzeczne Korytowe (channel) Przykorytowe (channel margins) Pozakorytowe (floodplain) Główne elementy morfogeniczne Koryto (channel) Odsyp meandrowy (pointbar) Starorzecze (abandoned-channel) Wał przykorytowy (levee) Krewasy (crevasses) Glify krewasowe (crevasse splays) Pokrywy piaszczyste (overbank sand wedges) Równie zalewowe (flood sheets) Podrzędne kanały odpływowe (minor interfluve channels) Bagna i torfowiska Bruki korytowe Osady piaszczysto-żwirowe Cechy charakterystyczne Wypełnienie drobnoziarniste, często fitogeniczne Wał piaszczysty towarzyszący krawędzi koryta, osady piaszczyste Kręte koryta przelewowe umożliwiające rozlanie wód powodziowych poza główne koryto, osady nieco bardziej gruboziarniste niż w wałach przykorytowych Płaskie stożki nasypowe nadbudowujące wały przykorytowe i wkraczające na równie zalewową, gradacja ziarna od wałów w kierunku równi zalewowej, warstwowania przekątne małej skali, częste intraklasty mułowe W strefach rozlewania wód wezbraniowych, wzdłuż koryt pozbawionych wałów przykorytowych, osady piaszczyste przeławicające osady równi zalewowych Muły o różnej zawartości materiału ilastego o płaskiej laminacji, rozwój procesów glebotwórczych, w strefach klimatów suchych rozwój caliche Koryta drenujące obszary równi zalewowych Osady fitogeniczne, rozwój procesów glebotwórczych

34 Powstawanie odsypu meandrowego A rozkład prędkości przepływu w wyidealizowanym przekroju sinusoidalnego koryta (wg Sinner & Porter, 1995) B Przepływ helikoidalny ponad boczną powierzchnią odsypu (wg Allen, 1970) Wały meandrowe Strugi prądowe w nurcie rzeki Laminacja zmarszczkowa Warstwowanie przekątne Bruk korytowy Powierzchnia przyrostu bocznego Wg. Chris Kendall z

35 Awulsja (Avulsion) przerzucenie koryta rzecznego, prowadzące do powstania nowego odcinka koryta oraz nowego pasa meandrowego Częściowo nieaktywne Nowy odcinek koryta Nieprzetworzona równia zalewowa Pas awulsyjny Całkowicie nieaktywne dawny odcinek koryta Osady poawulsyjne torfy, muły, iły Nowy odcinek koryta Osady zdeponowane w wyniku przerzucenia koryta Koryto Starsze osady rzeczne aawulsyjne Wg. Cross et al., 1989 Chris Kendall z

36 Alluvial architecture resulting from avulsion (Heller & Paola 1996) (

37 Wał przykorytowy, krewasy i glify krewasowe związane z odciętym meandrem (starorzecze) False River, wg Fisk, 1947 Glify krewasowe Brahmaputry. Silna wegetacja w obrębie starszych wałów przykorytowych starorzecza obecnie obrzeżająca współczesną równię zalewową od wschodu (Coleman, 1969)

38 Fisk, 1944 A Aktywny pas meandrowy rzeki Hay (NW Alberta, Canada) B Pas meandrowy Rio Grande w rejonie El Passo, od 1827 do 1936 roku (wg Boggs, 1940)

39 A. Równia zalewowa (o szer ok. 15 km) rzeki Missisipi. Pas meandrowy zdominowany sedymentacją piaszczystą graniczy z bagnistym obszarem zalewowym, wielokrotnie przewyższony (wg Schumm, 1971) B. Powszechnie występujące typy procesów glebotwórczych (wg Retallack, 1990)

40 Profile dla typowych zespołów facji w obrębie utworów przykorytowych i pozakorytowych rzek meandrujących (wg Elliott, 1986)

41 Przykładowe profile kopalnych równi zalewowych dewońskich rzek meandrujących (Allen, 1970)

42 Architektura sekwencji osadów rzek meandrujących Sekwencja starorzecza Koryto i równi Odsyp meandrowy zalewowej Równia zalewowa Glif krewasowy Wał przykorytowy Opuszczone koryto (miejsce depozycji iłów i osadów organicznych) Sekwencja aktywnego koryta Strugi prądowe w nurcie rzeki Wały meandrowe iły i osady organiczne Powierzchnia przyrostu bocznego Laminacja zmarszczkowa Warstwowanie przekątne Bruk korytowy Wg. Chris Kendall z

43 Rzeki anastomozujące Anastomozujące koryta rzeki Saskatchewan River; 2007 ( Blokdiagram i przekrój przez obszar objęty systemem rzeki anastomozującej (wg Weerts 1996)

44 Model facjalny systemu rzeki anastomozującej o szybkim tempie agradacji osadów (wg Smith & Smith, 1980)

45

46 Narew rzeka anastomozująca wg Gradziński i in., 2003

47 Narew rzeka anastomozująca wg Gradziński i in., 2003

48 GEOL Introduction to Facies Models - Kendall

49 Aluwialny system depozycyjny - podsumowanie Amazonka (Rio de las Amazonas, Río Amazonas) rzeka o największym średnim przepływie na Ziemi - jej długość jest sprawą kontrowersyjną, najczęściej podawana jest wartość 6400 km, jednak według innych źródeł [ jest to pierwsza rzeka na świecie pod względem długości (7040 km), o 200 km dłuższa od Nilu - posiada największe na świecie dorzecze (o powierzchni ok. 7 mln km²) i największe zasoby wodne

50 Wg. UNIS, course AG328, 2006

51 Wg. Schumm, 1981, 1985

52 Wg Shanley & McCabe, 1994

53 Zmiany profilu rzeki jako odpowiedź na obniżenie bazy erozyjnej w zależności od spadku rzeki i kąta nachylenia odsłoniętej powierzchni szelfu A wynurzona powierzchnia szelfu ma większy spadek niż profil rzeki domorskie przesunięcie linii brzegowej + głębokie wcięcie erozyjne; B wynurzona powierzchnia szelfu jest wyraźnie bardziej płaska niż profil rzeki domorskie przesunięcie linii brzegowej + agradacja; C wynurzona powierzchnia szelfu jest kontynuacja profilu rzeki domorskie przesunięcie linii brzegowej; D wynurzona powierzchnia szelfu ma mniejszy spadek niż profil rzeki a system fluwialny traci bezpośredni kontakt z linią brzegową - domorskie przesunięcie linii brzegowej + stożki aluwialne Wg UNIS, course AG328, 2006

54 Zależność pomiędzy architekturą aluwialną a zmianami położenia linii brzegowej w funkcji zmian względnego poziomu morza A szybki spadek WPM poprzedzony powolnym spadkiem; B powolny spadek WPM, następnie powolny wzrost; C szybszy wzrost WPM; D powolny wzrost WPM, następnie powolny spadek równoważony przez tempo akumulacji osadów Shanley & McCabe (1991, 1993)