Bài giảng Địa chất đại cương: Chương 8 - Hoạt động địa chất của dòng chảy trên mặt được biên soạn nhằm giúp các bạn nắm bắt đợc những kiến thức về chu trình hoạt động của nước trên mặt, dòng chảy trên mặt, các hoạt động địa chất của dòng chảy trên mặt, ý nghĩa thực tiễn của dòng chảy trên mặt.
• Nước biển, nước sông, nước hồ, nước thực vật, nước tan băng bốc hơi => ngưng tụ tạo thành mây
=> mưa trực tiếp xuống đại dương hoặc trên bề mặt lục địa.
• Nước mưa rơi trên bề mặt lục địa bị bốc hơi một phần, một phần thấm xuống đất cung cấp cho nguồn
nước dưới đất, phần còn lại chảy theo sông, suối đổ vào các hồ và đại dương.
• Các nhà địa chất dùng thuật ngữ
dòng chảy trên mặt (stream) để chỉ
cho tất cả các dòng nước chảy theo
một lòng kênh nhất định với bất cứ
kích thước nào.
• Hầu hết các dòng chảy trên mặt
đều hoạt động quanh năm kể cả
trong mùa khô.
• Khái niệm về dòng sông (river)
được sử dụng khi dòng chảy trên
mặt có kích thước lớn (chiều dài và
chiều rộng) và được cấp nước bởi
nhánh sông (tributary).
Một dòng chảy trên mặt thường bao gồm các yếu tố sau:
• Thượng lưu (upstream): nơi bắt đầu của dòng chảy, thường là nơi có địa hình cao, dốc
• Trung lưu (Midstream): phần giữa của dòng chảy, nơi địa hình thấp và thoải hơn Phân chia chỉ mang tính tương đối
• Hạ lưu (downstream): phần thấp nhấp của dòng chảy trước khi nó đổ vào các hồ, biển
• Nhánh sông: các dòng chảy nhỏ cung cấp
Thượng lưu nước cho sông chính
• Lưu vực sông: Toàn bộ diện tích bề mặt
địa hình mà nó thu nước cung cấp cho Bờ trái sông
• Lòng sông: nơi dòng chảy thường xuyên
hoạt động
Đồng bằng lũ tích • Bờ sông: hai bên bờ ngăn cách lòng sông
với địa hình hai bên. Người ta chia thành
bờ trái và bờ phải của con sông bằng
cách đứng nhìn xuôi theo dòng chảy. Cửa sông
• Vào mùa mưa lũ nước sông có thể dâng
cao tràn qua hai bờ sông và bồi lắng vật
liệu trầm tích tạo lên các đồng bằng lũ
tích Mức xâm thực cơ sở • Cửa sông; Nơi con sông đổ nước vào hồ Mức xâm thực địa phương
hoặc biển
• Đường phân thủy: đường cao nhất của Mặt biển địa hình mà nó phân chia lưu vực hệ
thống sông này với lưu vực của hệ thống
sông khác
• Các yếu tố khống chế dòng chảy trên mặt:
• Gradient: phản ánh độ dốc của dòng chảy, dòng
chảy có độ dốc lớn thường chảy nhanh hơn và
ngược lại.
• Lưu lượng dòng chảy: Lượng nước chảy qua thiết
diện của dòng chảy trên một đơn vị thời gian.
Q = A.v (m3/s)
Q: lưu lượng, A: diện tích thiết diện dòng chảy, v:
vận tốc trung bình của dòng chảy.
Dòng chảy có lưu lượng càng lớn thì càng chảy
nhanh. Lưu lượng dòng chảy thay đổi theo mùa.
• Hình thái và độ ráp của lòng chảy: Lực ma sát giữa
dòng chảy với bêf mặt lòng chảy làm cản trở tốc
độ của dòng nước. Dòng nước ở trung tâm lòng
chảy có tốc độ cao hơn so với ven bờ và dưới đáy.
Lòng chảy có độ ráp lớn (chứa nhiêuf cuội, sỏi,
thực vật bám đáy,..) có tốc độ dòng chảy thấp hơn
so với dòng chảy cùng diện tích thiết diện, cùng
lưu lượng nhưng độ ráp nhỏ hơn.
Hoạt động bóc mòn của dòng chảy trên mặt :
• Dòng chảy trên mặt có khả năng lấy đi các
lớp đất đá trên bề mặt trái đất ở nhưng nơi
mà nó chảy qua. Các vật liệu được lấy ra
khỏi bề mặt đá gốc được gọi là vật liệu trầm tích
• Khả năng bóc mòn, vận chuyển và lắng đọng
Năng lực vận chuyển lớn vào mùa lũ
trầm tích của dòng chảy trên mặt phụ thuộc vào năng lượng của dòng chảy mà nó tỉ lệ thuận với tốc độ và lưu lượng của dòng chảy.
•
Năng lực vận chuyển của dòng chảy là phép đo mảnh vụn có kích thước lớn nhất mà nó
có thể mang đi được và nó chủ yếu phụ
thuộc vào tốc độ của dòng chảy
• Công suất vận chuyển của dòng chảy: tổng
lượng trầm tích mà nó có thể vận chuyển qua
một điểm trong một đơn vị thời gian và nó tỉ
lệ thuận với cả tốc độ và lưu lượng của dòng chảy. Năng lực vận chuyển thấp
• Một dòng chảy làm phong hóa và bào mòn lòng chảy của nó theo ba quá trình: thủy lực, bào mòn và hòa
tan
• Tác dụng thủy lực: dòng chảy có khả năng bóc tách và mang các vật liệu bở rời hoặc gắn kết yếu ở
nhưng nơi mà nó chảy qua đi xa.
• Tác dụng bào mòn: bản thân nước không bào mòn được đá nhưng nêu nó mang theo các vật liệu vụn
như cát, sỏi,… thì các mảnh vụn này sẽ tiếp tục làm vỡ vụn và bào mòn các vật liệu nó gặp phải trên
đường nó di chuyển. Tác dụng bào mòn thường hay tạo thành các hố bào mòn (pothole) khi các hòn cuội bị lọt vào các hố và xuay tròn trong đó dưới tác dụng của dòng chảy
• Tác dụng hòa tan: Một số khoáng vật bị hòa tan dưới tác dụng của dòng chảy trên mặt (các loại muối mỏ,
cacbonat)
Hoạt động vận chuyển của dòng chảy trên mặt diễn ra theo ba phương thức:
1. Dung dịch hòa tan: dòng chảy trên mặt có khả năng phong hóa hóa học và vận chuyển dung dịch
hòa tan. Mức độ vận chuyển phụ thuộc vào lưu lượng dòng chảy và tính chất hóa học của nó.
2. Vận chuyển vật liệu lơ lửng: một số vật liệu nhẹ (sét, bột) có khả năng nổi lơ lửng và vận chuyển
trong các dòng chảy dù với tốc độ chậm. Trầm tích vận chuyển theo phương thức này là nhiều nhất
3. Vận chuyển đáy: các vật liệu trầm tích nặng hơn với kích thước to hơn thường được vận chuyển
dưới đáy dòng chảy bằng cách lăn, trượt hoặc nhảy cóc.
Hoạt động trầm tích của dòng chảy trên mặt
• Một dòng chảy lớn, vào mùa lũ tốc độ mạnh có khả năng vận chuyển các vật liệu trầm tích có
kích thước khác nhau từ nhỏ đến lớn.
• Khi lũ giảm đi, năng lực vận chuyển giảm theo,
các vật liệu hạt to bị chìm xuống trong khi các
vật liệu hạt nhỏ tiếp tục bị vạn chuyển đi
• Nếu dòng lũ tiếp tục giảm, vật liệu hạt nhỏ hơn
sẽ bị chìm và nằm trên bề mặt các vật liệu hạt
to => đây là quá trình phân dị trầm tích theo tốc độ dòng chảy.
• Thông thường một dòng chảy có tốc độ ở
thượng lưu cao hơn so với hạ lưu và vì vậy các
vật liệu lắng đọng ở hạ lưu có kích thước nhỏ hơn.
• Trầm tích lắng đọng do dòng chảy trên mặt
phân bố trong ba môi trường chính:
1. Trầm tích lòng sông Mặt cắt phân bố vận tốc dòng chảy (phần xanh đậm có vận tốc cao)
2. Trầm tích nón phóng vật
3. Trầm tích delta (châu thổ, tam giác châu)
1. Trầm tích lòng sông
•
Doi (gờ) trầm tích (bar): là các tích tụ trầm tích có dạng kéo dài theo phương dòng chảy. Đay là các tích tụ mang tính chất đệm (tạm thời) giữa lòng sông và bờ chắn (đê) và thường được hình thành/biến đổi theo chu kỳ năm.
•
Gờ cát tạo thành dòng phân nhánh
Gờ trầm tích điểm (pointbar): ở những nơi dòng chảy uốn cong, mặt cong bên ngoài có tốc độ chảy mạnh và bị bóc mòn nhưng mặt trong có tốc độ chảy yếu và lắng đọng trầm tích kiểu gờ điểm
•
Nhiều chỗ dòng chảy bị chia cắt bởi nhiều gờ cát tạo thành dòng chảy nhánh. Mùa khô nước chỉ chảy trong khe hẹp giữa các doi trầm tích nhưng mùa lũ toàn bộ bị ngập nước và trải qua chế độ bóc mòn.
•
Khi lũ hạ thấp dòng chảy chậm lại, lại lắng đọng các gờ trầm tích mới.
1. Nón phóng vật: Các tích tụ trầm tích
hình quạt phân bố ở vùng cửa núi – nơi
mà dòng chảy chuyển từ miền núi qua
đồng bằng, có sự giảm đột ngột về tốc độ dòng chảy.
2. Delta:Tương tự, khi dòng chảy đổ vào
các bồn trũng (sông, hồ), tốc độ giảm đột ngột tạo ra các trầm tích cửa sông
có hình tam giác với gọi là trầm tích
Nón phóng vật delta (châu thổ, hay tam giác châu).
Các trầm tích delta thường chia làm hai
Delta phần: nhô cao khỏi mặt nước và chìm sâu dưới nước.
3. Khi dòng chảy phát triển, delta cũng có
thể bị chia cắt, khi đó dòng chảy cũng bị phân thành các nhánh (distributary).
Delta
Vịnh sông
Hoạt động xâm thực của dòng chảy trên mặt
1. Xâm thực ngang:
Ở những khu vực độ dốc địa hình không lớn, các
dòng chảy trên mặt có xu hướng bào mòn bề mặt đáy theo phương nằm ngang. Kết
quả là làm cho dòng chảy bị uốn lượn
mạnh mẽ và đôi khi tạo thành hồ móng
ngựa.
2. Xâm thực dọc (thẳng đứng):
•
Dòng chảy trên mặt có xu hướng bóc mòn xâm thực dòng chảy của nó theo chiều
thẳng đứng. Quá trình này phụ thuộc vào
các yếu tố:
- Độ dốc của dòng chảy
- Mức xâm thực
- Thành phần đá
- Mức độ phong hóa
- Các hoạt động kiến tạo
- Lưu lượng của dòng chảy
• Tác dụng xâm thực dọc hoạt động mạnh ở vùng thượng lưu,
kết quả là:
1.
làm cho lòng sông bị bóc mòn tăng dần về phía thượng lưu, làm giảm độ dốc của lòng sông,
2. tạo lên các khe núi hẹp, sâu,
3. Gây ra hiện tượng cướp dòng tại đường phân thủy: lưu vực
của hệ thống sông này bị cướp bởi hệ thống sông khác cùng
đường phân thủy.
4. Lòng sông hạ thấp, các bãi bồi trước đây trở thành thềm
sông (không bị ngập nước vào mùa lũ)
5. Hình thành bề mặt san bằng và bình nguyên chuẩn
Sông bị cướp dòng
Khe núi bị cắt sâu do tác dụng của xâm thực dọc
• Thềm sông bao gồm:
1. Thềm đá gốc: chỉ có các loại
đá gốc bị bóc mòn trong giai
đoạn trước
2. Thềm tích tụ: phủ lên trên là
các trầm tích được tích tụ
trong giai đoạn trước
3. Thềm hỗn hợp
Thềm sông • Số lượng và độ chênh cao
giữa các bậc thềm của một
con sông phản ánh số lần và
biên độ thay đổi độ cao tương
đối so với mức xâm thực cơ
sở Khi dòng chảy bị xâm thực dọc làm cho độ dốc bằng không độ, khi đó nói dòng sông đạt đến trang thái cân bằng (sông chết). Nếu mức xâm thực thay đổi, sông lại bị tái hoạt động trở lại
