Склоны, склоновые процессы и рельеф склонов

Понятие “склон”. Классификация склонов

В целом рельеф земной поверхности состоит из сочетания склонов и субгоризонтальных поверхностей. Согласно С.С.Воскресенскому, к склонам относятся такие поверхности, на которых в перемещении вещества определяющую роль играет составляющая силы тяжести, ориентированная вниз по склону. К склонам относятся поверхности с уклоном более 2°. По крутизне склоны классифицируются на: очень крутые – >35°; крутые – 15-35°; средней крутизны – 8-15°; пологие – 4-8°; очень пологие – 2-4°. По длине: длинные – >500 м; средней длины – 500-50 м; короткие <50 м.

На долю склонов приходится более 80% всей суши. Поэтому изучению склонов и склоновых процессов придается очень большое значение, имеющее как научный интерес (генезис и история развития рельефа), так и практический. Особенно важныприкладные исследования склоновых процессов в связи с эрозией почв, изысканиях под строительство сооружений, при поисках месторождений полезных ископаемых.

Склоновые процессы ведут к перемещению, а при благоприятных условиях – к накоплению продуктов выветривания, т.е. к образованию выработанных и аккумулятивных форм рельефа. Склоновая денудация является одним из основных экзогенных факторов формирования рельефа и поставщиком материала, из которого образуется аллювиальные, ледниковые, морские и другие генетические типы отложений.

По форме профиля склоны бывают прямыми, выпуклыми, вогнутыми и выпукло-вогнутыми или ступенчатыми. Форма профиля несет большую информацию о процессах, происходящих на них, а иногда дает возможность судить о характере взаимодействия эндогенного и экзогенного происхождения. Поскольку склоны возникают в результате деятельности эндогенных либо экзогенных сил, они подразделяются на склоны эндогенного и экзогенного происхождения.

Склоны эндогенного происхождения образуются в результате тектонических движений земной коры, магматизма, землетрясений. Достаточно условно к ним можно отнести склоны, созданные деятельностью грязевых вулканов (псевдовулканические).

Среди склонов экзогенного происхождения выделяются склоны, созданные поверхностными текучими водами (флювиальные склоны), деятельностью озер, морей, ледников, ветра, подземных вод, мерзлотных процессов. К этой же группе относятся склоны, созданные организмами (коралловые рифы), а также склоны тектогенного происхождения. Иногда склоны могут быть созданы в результате совокупного действия двух или нескольких экзогенных агентов.

Склоны экзогенного, эндогенного и псевдовулканического происхождения могут быть образованы за счет выноса и за счет накопления материала и, соответственно, могут подразделяться на денудационные и аккумулятивные. Денудационныеделятся на структурные – пространственные совпадающие с падением и простиранием отпрепарированных пластов устойчивых пород, и аструктурные – у которых такого совпадения нет. Склоны не остаются неизменными, а преобразуются под воздействием целого ряда процессов, называемых склоновыми.

По особенностям склоновых процессов С.С.Воскресенский выделяет следующие типы склонов:

1. Склоны собственно гравитационные. На склонах с крутизной 35-40° и более обломки, образующиеся в результате выветривания, под действием силы тяжести скатываются к подножию склонов. Это обвальные, осыпные и лавинные склоны.

2. Склоны блоковых движений образуются при смещении вниз по склону блоков горных пород разных размеров, чему способствуют в значительной мере подземные воды, хотя роль гравитации остается значительной. Крутизна склонов составляет 20-40°. К ним относятся склоны оползней, сплывов и склоны отседания.

3. Склоны массового смещения грунта. Характер смещения грунта зависит от его консистенции, происходит на склонах крутизной от 40 до 3°. К ним относятся солифлюкционные, склоны медленной солифлюкции, дефлюкционные (крип) и другие.

4. Склоны делювиальные (плоскостного смыва). Делювиальные процессы зависят от ряда факторов, и в первую очередь от состояния поверхности склонов. Они наблюдаются и на крутых и на очень пологих (2-3°) склонах.

Склоны гравитационные

а) Обвальные склоны. Обвалом называется процесс отрыва от основной массы горной породы крупных глыб и последующего их перемещения вниз по склону. Образованию обвала предшествует возникновение трещины или системы трещин, по которым затем происходит отрыв и обрушение блока породы. Морфологическим результатом обвалов является образование стенок (плоскостей) срыва и ниш в верхних частях склонов и накопление продуктов обрушения у их подножий.

Стенки срыва – это довольно ровные поверхности, часто совпадающие с плоскостями разломов и границами пластов. Наблюдаются на склонах крутизной 30-40°, ниши формируются на более крутых склонах, иногда до 90°, иногда ниши ограничены нависающими карнизами. Четко выраженные ниши напоминают по внешнему виду огромные цирковидные чаши. Аккумулятивная же часть обвального склона представлена беспорядочным холмистым рельефом с высотой холмов от нескольких до 30 м, редко больше.

Обвалы наблюдаются как в горах, так и на равнинах. В горах обвалы бывают весьма грандиозными. Вот лишь несколько цифр. При обвале в долине р.Мургаб (Западный Памир) объем обрушившейся породы составил >2 км³, а ее масса ~ 7 млрд.т. Если сравнить эту массу с твердым стоком реки Волги ~20 млн.т в год, то объем обвалившегося материала эквивалентен объему материала, вынесенному Волгой за 280 лет. Еще более грандиозные обвалы имели место в Альпах (до 15 км³). Обвалы в горах часто приводят к перегораживанию речных долин и образованию озер. Таково происхождение озера Рица на Кавказе, Иссык в Заимийском Алатау и множество других озер в любом высокогорном районе мира.

Крупные обвальные массы распадаются на множество обломков разной величины и движутся вниз по склону, продвигаясь иногда на расстояние 7-12 км. Обвалы небольших масс породы, состоящей из обломков не более 1 м³, называют камнепадами. Обвалы и камнепады вместе с осыпями и лавинами осуществляют едва ли не основную работу по денудации склонов гор.

б) Осыпные склоны. Их образование связано преимущественно с физическим выветривание. Наиболее типичные осыпи наблюдаются на склонах, сложенных мергелями или глинистыми сланцами. У классической осыпи выделяют осыпной склон, осыпной лоток и конус осыпи.

Осыпной склон сложен породой, которая подвергалась физическому выветриванию. Продукты выветривания, перемещаясь вниз по склону, оказывают механическое воздействие на поверхность склона, вырабатывая в нем желоб – осыпной лоток глубиной 1-2 м при ширине в несколько метров. Движение обломков на осыпном склоне продолжается, пока уклон поверхности не станет меньше угла естественного откоса. С этого момента начинается аккумуляция обломков, формируется конус осыпи.

Осыпные конусы, сливаясь друг с другом, а также обогащаясь грубообломочным материалом, у подножья склона образуют сплошной шлейф из крупных и мелких обломков породы. Формируются отложения, которые называют коллювиальными или коллювием (colluvio – скопление). Коллювий отличается плохой сортировкой материала.

В возникновении обвалов и осыпей скрытое участие принимает вода, в частности, дождевые и талые воды. При сильных ливнях возникает грязекаменная масса – микросель, в процессе образования которого примерно равное участие имеют силы гравитации и текущей воды.

в) Лавинные склоны. Скользящие и низвергающиеся вниз со склонов снежные массы называют лавиной. Лавины – характерная особенность горных склонов с устойчивым снежным покровом. В зависимости от характера движения снега по склонам выделяют три типа лавин: осовы, лотковые и прыгающие лавины.

1) Осовами называют соскользнувший со склонов широким фронтом снег, толщина слоя снега при этом не превышает 30-40 см. Геоморфологическая роль такого типа лавин незначительна, т.к. лишь иногда у подножья склонов формируются небольшие гряды, состоящие из материала, захваченного осовом со склона.

2) Лотковые лавины движутся по строго фиксированным руслам, заложенным часто временными водотоками. У лотковых лавин, как правило, хорошо выражены лавиносборные понижения, лотки, по которым движется снежная масса, и конусы выноса. Лавиносборными понижениями часто служат кары или эрозионно-денудационные водосборные воронки.

Конусы выноса лавин состоят из снега перемешанного с обломочным материалом. Вытаивая из лавинного снега, обломочный материал из года в год скапливается у основания лавинных лотков, образуя рыхлую толщу, так называемый лавинный “мусор”. Лавинные конусы выносов состоят из несортированного обломочного материала и включений обломков деревьев, дерна и т.д. Поверхность лавинных конусов – неровная, бугристая.

3) Прыгающие лавины – это лотковые лавины, продольный профиль которых характеризуется наличием отвесных участков. Морфологические признаки прыгающих лавин мало отличаются от лотковых лавин.

Склоны блоковых движений

а) Оползневые склоны образуются при оползании и перемещении монолитного блока породы. Процессы оползания всегда гидрологически обусловлены, т.е. возникают они, когда в водопроницаемые породы подстилаются водоупорным породами, чаще всего глинами и особенно в тех случаях когда падение кровли водоупорных пород совпадает с направлением уклона поверхности. При этом водоупорный горизонт служит поверхностью скольжения, по которой блок породы соскальзывает вниз по склону. Скопление оползневых масс, часто превращенных в бесструктурную массу, у подножья склонов, называется деляпсием.

Размеры оползней: от малых в несколько десятков кубометров, до громадных – сотен тысяч м³. Образуются в горах и на равнинах, где они приурочены к берегам рек, морей, озер. Возникают оползни на крутых склонах: Ð15° и более. При оползании формируется определенный комплекс форм рельефа: оползневой цирк, ограниченный стенкой срыва оползней (оползневым уступом); оползневый блок и крутой уступ, обращенный в сторону реки, моря или озера по направлению движения оползня.

б) Оползни–сплывы – мелкие формы оползневых деформаций, возникающие на склонах средней крутизны (15-30°). Образуются за счет сплыва рыхлого материала по поверхности скальных пород или мерзлых грунтов и захватывают толщу мощностью от 2 до 5 м. В результате образуются вытянутые линейно полосы, глубины которых соответствуют мощности оползшего слоя, а у подножья склона нагромождаются массы сплывшего материала с беспорядочной бугристой поверхностью. Крупные оползневые тела на склонах могут быть приняты за речные, озерные или морские террасы. Это один из видов так называемых псевдотеррас.

С.С.Воскресенский выделяет еще оползни–оплывины – мелкие блоковые оползни, захватывающие толщи пород от 0.3 до 1.5 м.

Для выявления оползневых склонов исключительно важное значение имеет изучение морфологии склонов. От обычных террас оползневые псевдотеррасы отличаются более неровным рельефом, запрокинутостью в сторону берега, невыдержанностью по простиранию и высоте. Одним из основных отличий оползневых псевдотеррас от обычных является отсутствие на их поверхности речных, озерных или морских отложений. Строение псевдотеррас идентично строению склонов, на которых идут оползневые процессы.

в) Склоны отседания. Отседание склонов возможно в кристаллических и достаточно прочных осадочных породах. Этот процесс широко распространен на Среднесибирском плоскогорье, где, согласно С.С.Воскресенскому, явление отседания развивается особенно интенсивно, когда траппы залегают на осадочных породах, способных к пластическим деформациям (глинах, мергелях, алевролитах). Благодаря пластическим деформациям подстилающих пород, траппы разбиваются трещинами, расширяющимися и углубляющимися. А это приводит к отделению и дроблению (в результате обвала) отделившихся блоков объемом от десятков до тысяч кубометров. С явлением отседания связано распространение “рвов отседания” – глубоких до 20 м и широких до 100 м трещин, параллельных склону. Длина рвов отседания – сотни метров, очертания их в плане прямолинейны или имеют вид ломаных линий.

В суглинках с вертикальной отдельностью блоки отседания, соскальзывая, прислоняются к “материнскому” склону. Такие формы отседания называют осовами.